化工原理课件第6篇 章：传热.ppt

6.2.3 单层圆筒壁的定态导热;6.2.4 多层壁的定态导热;接触热阻;3 两种对流形式;（加热）;3、各无因次数群的物理意义;4、定性温度;6.3.3 无相变流体的α经验关联式;适用于Re＞104，Pr＝0.5~100的各种液体（液态金属除外） ;b. L/d＜30~40的短管;f. 环隙套管;条件：;3. 管外强制对流的α;6.4 沸腾给热与冷凝给热; 沸腾的条件：过热度和汽化核心;3. 大容积饱和沸腾曲线;4. 沸腾给热过程的影响因素 （1）液体和蒸汽的性质：σ、μ、λ、Cp、γ、ρ λ↑ ρ↑，α↑； μ↑ σ↑，α↓ （2）加热表面的粗糙情况和表面物理性质 新的或清洁的面，α大；油垢，α小；粗糙度适中 （3）△t （4）P P↑Ts ↑， σ、μ↓，有利于气泡的形成和脱离，α↑;6.4.2 蒸汽冷凝给热 汽相没有温度梯度，热阻集中在冷凝液膜内 饱和蒸汽加热的优点：温度恒定，α大;2. 垂直管外层流（平均）冷凝给热系数;注：膜温下凝液的物性，ts下的r;（垂直管）;4、垂直管湍流时的冷凝给热系数;5. 影响冷凝给热的因素及强化措施 （1）流体的物性和△t ρ↑μ↓，δ↓α↑；γ↑则 q 一定时W↓，α↑ 层流时，△t↑ δ ↑ ，α↓ （2）不凝气体的影响→定期排放不凝气 （3）蒸汽过热的影响 （4）蒸汽流速及流向的影响 强化思路 → 减少液膜厚度 ; a、r、d 的大小取决于物体的性质、表面状况、温度和投射辐射的波长，一般 固体、液体：a+r =1 气体：a+d =1;物体的辐射能力：指物体在一定温度下，单位时间、单位表面积上所发出的全部波长的总能量。（E）W/m2;灰体在一定温度下的辐射能力和吸收率的比值，恒等于同温度下黑体的辐射能力，即只和物体的绝对温度有关。;相距很近的平行黑体平板，面积相等且足够大，则;6.5 传热过程的计算;1. 传热速率和传热系数;若以内壁为基准：;若以平均壁面为基准：;2. 污垢热阻 管壁内侧：Rsi 外侧：Rso，考虑污垢热阻，则K的计算：;4、提高K值的讨论 ;5、K值的来源 （1）生产实际的经验数据 （2）实验测定 （3）分析计算 ;6、壁温的计算 ;6.5.2 传热速率基本方程式;注：1）公式中K与A要对应： 2）;对数平均推动力＜算术平均推动??； 可以用算术平均值代替； 是逆流与并流的通式。;逆流;若用饱和蒸汽冷凝加热另一侧冷流体， △tm逆＝△tm并;3. Q的计算：;4. A的计算：;6.6.1 换热器的设计型计算;3、设计型问题的计算方法：;一套管换热器中，用冷却水将1kg/s的苯由65℃冷却至15℃，冷却水在 φ25×2.5mm的内管中逆流流动，其进出口温度为10℃和45℃。已知苯和水的对流传热系数分别为820W/(m2·K）和1700 W/(m2·K），在定性温度下水和苯的比热容分别为4.18×103 J/(kg·K)和1.88× 103 J/(kg·K)，管壁λ为45W/(m·K)，两侧的污垢热阻忽略。求： （1）冷却水消耗量 （2）所需的管长;2、将流量为2200kg/h的空气在列管式预热器从20℃加热到80℃。空气在管内湍流流动，116℃的饱和蒸汽在管外冷凝。现将空气流量增加20％，而空气的进、出口温度不变。 问采用什么方法能够完成新的生产任务？作定量计算（管壁及污垢热阻忽略） （可以重新设计一新换热器，也可在原预热器中操作）;或：;3、某厂在单壳程双管程列管换热器中，用130℃的饱和水蒸气将乙醇水溶液从25℃加热到80℃，列管换热器有90根φ25mm×2.5mm，长3m的钢管构成。乙醇水溶液处理量为36000kg/h，并在管内流动。已知管壁λ为45W/(m·℃)，乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m3,粘度为0.8mPa·s，比热容为4.02kJ/(kg·℃），导热系数为0.42W/(m·℃），水蒸气的冷凝对流传热系数为104W/(m2·℃），污垢热阻及热损失不计。问： （1）此换热器能否完成生产任务？ （2）当乙醇水溶液处理量增加20％，溶液进口温度即饱和蒸汽温度不变，仍在原换热器中操作，则溶液出口温度为多少？蒸汽冷凝量增加多少？;4. 某化工生产中，需要将流量为6000m3/h（标准状态）的常压空气用饱和蒸汽由20℃加热到90℃，饱和蒸汽的温度为120℃，工厂仓库有一单管程单壳程换热器，其主要尺寸为：管直径为φ38×3mm，管数140 根