1、4.6 传热过程计算传热过程计算 基本理论：基本理论：热量衡算方程热量衡算方程 传热速率方程传热速率方程 4.6.1 热流量衡算方程热流量衡算方程 稳态传热，忽略热损失时， 冷流体吸收热量冷流体吸收热量 = 热流体放出热量热流体放出热量 (1) 无相变传热无相变传热 (2) 有相变传热有相变传热 一侧有相变： 两侧均有相变： 目的：目的： 计算换热过程中，各流股的热流量间关系。 各流股间相互制约，热量守恒。4.6.2 总传热速率方程总传热速率方程 温度不太高时，间壁传热过程为：热流体冷流体对流传热对流传热Q导热图4-2 间壁换热th1th2tc1tc2各部分传热速率方程：各部分传热速率方程：
2、管内侧流体： 管壁导热： 管外侧流体：对稳态传热对稳态传热:热流体冷流体对流传热对流传热Q导热图4-2 间壁换热th1th2tc1tc2 其中，th-tc：总传热温差，即冷、热流体温度差 A：传热面积 m2， K：总传热系数，W/m2K 注意注意：* K与A对应，选Ai、Am或Ao (1) K的计算的计算 工程上规定，以传热管外表面积A0为基准， * 实际计算热阻应包括壁两侧污垢热阻 4.6.3 总传热系数总传热系数 KK：表明传热过程的热阻大小。表明传热过程的热阻大小。热流体冷流体对流传热对流传热Q导热图4-2 间壁换热th1th2tc1tc2圆管中：圆管中： 平壁：平壁： 常用K值范围见P
3、295表4.6.24.6.4 平均传热温差平均传热温差 (1) 恒壁温传热恒壁温传热 两侧流体温度恒定：(2) 变温传热变温传热 一侧有温度变化逆流逆流并流并流 两侧流体均有温度变化 沿管长某截面取微元传热面积dA， 传热速率方程传热速率方程： 热量衡算方程热量衡算方程： 当qmhcph、 qmccpc=常数时， -th、 -tc为线性关系， -(th- tc)也为线性关系。逆流逆流并流并流说明：说明： 逆流：逆流： 并流：并流： 进、出口条件相同时（书P298 例）， 工业上，一般采用逆流操作（节省加热面积）一侧有变化，另一侧恒温时一侧有变化，另一侧恒温时,错流、折流时平均温差错流、折流时平
4、均温差 图算法图算法 设计型计算 操作型计算已知已知:T1 ,T2 ,t1 ,t2 ,qmc,qmh,K 求求:传热面积A已知已知:T1 ,t1 , qmc,qmh,K,A 求求:T2 、t24.6.5 传热效率和传热单元数法传热效率和传热单元数法 问题的提出问题的提出: 设计型计算设计型计算无需试差法无需试差法,操作型计算操作型计算需用试差法。需用试差法。设计型计算设计型计算 总之，对于总之，对于设计型计算设计型计算冷热流股的温度都已知，或者说可以通冷热流股的温度都已知，或者说可以通过热流量衡算达到已知，无需试差。过热流量衡算达到已知，无需试差。 操作型计算操作型计算 已有一台面积为已有一台
5、面积为A的换热器，若用其加热某流体，的换热器，若用其加热某流体，若采用若采用1955年由凯斯导出的传热效率及传热单元数法，年由凯斯导出的传热效率及传热单元数法，则能避免试差而方便地求得其解则能避免试差而方便地求得其解。(1) 传热效率和传热单元数 传热效率 传热单元数传热单元数NTU (The Number of Transfer Units )t1t2T1T2温度dTdtdA传热面积 传热效率和传热单元数的关系 查图4.6.10及4.6.11 P305应用应用已知R和NTU，可求得 ，进而求T2 和t2 ，可避免试差计算。作业：1. 习题课讨论题 2. p340 25、29、32 36 、 42
