山西能源学院：《传热学》课程教学资源（PPT课件）第十章 传热过程分析与换热器的热计算（1/2）

山西破源亲院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 第十章传热过程分析与换热器热计算 本章的学习目的 (1)分析实际传热问题的能力 (2)综合应用三种基本传热方式及其相关公式的能力 (3)了解换热器的基本知识和设计过程 10-1传热过程的分析和计算 传热过程？基本计算式（传热方程式）？ Φ=kA(tf1-tf2） 式中，K是传热系数（总传热系数）。对于不同的传热过程，K的 计算公式也不同

第十章 传热过程分析与换热器热计算 本章的学习目的 (1)分析实际传热问题的能力 (2)综合应用三种基本传热方式及其相关公式的能力 (3)了解换热器的基本知识和设计过程 ( ) f 1 f 2  = k A t −t 10-1 传热过程的分析和计算 传热过程？ 基本计算式(传热方程式)？ 式中，K是传热系数(总传热系数)。对于不同的传热过程，K的 计算公式也不同

山多成源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 1通过平壁的传热 1 k= 1 h λh, 说明：(1)h1和h2的计算；（2)如果计及辐射时对流换热系 数应该采用等效换热系数（总表面传热系数） 单相对流：h,=h。+h, 6o(T4-T4) 膜态沸腾：h3=h3+h,3 T-T

1 通过平壁的传热 K的计算 公式？ 1 2 1 1 1 h h k + + =   说明： (1) h1和h2的计算；（2）如果计及辐射时对流换热系 数应该采用等效换热系数(总表面传热系数) 单相对流： ht = hc + hr 1 2 4 2 4 1 ( ) T T T T hr − − =   4 3 4 3 4 3 t c r 膜态沸腾： h = h + h

山西成源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 2通过圆管的传热 内部对流：Φ=h,d,l(t1-tw1) hi 圆柱面导热：办= πl(tw1-tw2） 2a ho 外部对流： Φ=h,πd,l(tw2-tf2） r 1 ln(d。/d;) πlh,d, R= 2πd入 hnπdd。 R π(tf1-tf2) 1 indda)*d =kπd,1(t1-tf2） 1 k。=d。+ d hd 元 d

2 通过圆管的传热 h i ln( ) h o 21( ) 1 2 io w wdd l t t Φ   − = 内部对流： ( ) i i f 1 w 1  = h d l t − t 圆柱面导热： ( ) o o w 2 f 2 外部对流：  = h d l t − t i i hi lh d R  1 =    l d d R o i 2 ln( ) = o o ho h ld R 1 = ( ) 1 ln( ) 2 1 1( ) 1 2 1 2 o o f f i o o o i i f f k d l t t d h d d h d l t t Φ = − + + − =    i o o o i i o o d h d d h dd k 1 ln( ) 2 1 + + = 

山西破源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 3通过肋壁的传热 A。=A+A2 肋壁面积：A。=A+A2 i h 稳态下换热情况： Φ=h,A,(tn-twi) A Φ=h。A(two-to+hnrA,(two-to) =h7。A,(two-to) ns 肋效率 (A+7rA2) A。 肋面总 效率

3 通过肋壁的传热 肋壁面积： Ao = A1 + A2 稳态下换热情况： ( ) i i fi wi  = h A t −t ( ) i wi wo  = A t − t   ( ) ( ) ( ) 1 2 o o o wo f o o wo f o o f wo f o h A t t h A t t h A t t = −  = − + −   o f o A (A A ) 1  2  + = A1 A A2 i 肋面总 效率 o fo h t Ao = A1 + A2 i wi fi h t t wo t   f 肋效率

山多成源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 3 通过肋壁的传热（续） In-tfo A(tn-tio) Φ= 1δ+ 1 h,A24hn。A。 h元h,n。A。 定义肋化系数：B=AA 则传热系数为 k= 1,6, 十 h,2'hn。B 所以，只要7。B>1就可以起到强化换热的效果

o o o i i i f i f o i i i o o o f i f o h A A h A t t h A A h A t t       + + − = + + −  = 1 ( ) 1 1 定义肋化系数： 则传热系数为 所以，只要 就可以起到强化换热的效果。  = Ao Ai     hi ho o k 1 1 1 + + =   1 o 3 通过肋壁的传热(续)

山多成源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 10-2换热器的型式 1换热器的定义：用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足 规定的工艺要求的装置 2换热器的分类： 套管式 壳管式（管壳式） 管束式 间壁式 交叉流换热器 管翅式 三种类型换热器简介 板式 板翅式 螺旋板式 混合式 蓄热式

10-2 换热器的型式 1 换热器的定义：用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足 规 定的工艺要求的装置 2 换热器的分类：          螺旋板式 板式 交叉流换热器 壳管式 管壳式 套管式 ( )            蓄热式 混合式 间壁式      板翅式 管翅式 管束式 三种类型换热器简介

山多成源亲院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 3间壁式换热器的主要型式 (1)套管式换热器：最简单的一种间壁式换热器，流体有顺流 和逆流两种，适用于传热量不大或流体流 量不大的情形 Hot fluid Hot fluid Cold fluid VCold fluid △T1 Th (Hot) AT2 Th AT Te(cold) Te X 顺流 逆流

3 间壁式换热器的主要型式 (1) 套管式换热器：最简单的一种间壁式换热器，流体有顺流 和逆流两种，适用于传热量不大或流体流 量不大的情形 Cold fluid Hot fluid Cold fluid Hot fluid 顺流 逆流 x T Th Tc T1 T2 x T Th (Hot) Tc (cold) T1 T2

山多成源亲花 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY (2)管壳式换热器：最主要的一种间壁式换热器，传热面由管 束组成，管子两端固定在管板上，管束与管板再封装在外壳内。 两种流体分管程和壳程 TA.out TB.in(shell side) TTm(tube side) DCm解a4d

(2) 管壳式换热器：最主要的一种间壁式换热器，传热面由管 束组成，管子两端固定在管板上，管束与管板再封装在外壳内。 两种流体分管程和壳程 TB,out (shell side) TB,in (tube side) TA,in TA,out

山西成源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 增加管程 TB.in(shell side) Tin(tube side) TA.out TB.ou 6 8 10000a00 衫网 ⅓是

(tube side) TA,in TA,out (shell side) TB,in TB,out 增加管程

山多成源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY TB.in (shell side) TA.in (tubeside) TB.out 进一步增加管程和壳程

(shell side) TB,in TB,out (tubeside) TA,in TA,out 进一步增加管程和壳程