1、式中輻射換熱系數則式中令h 復合表面(biomin)傳熱系數（總換熱系數）tAhttAhcfwcctqtAhrrr第1頁/共29頁第一頁，共30頁。二、通過(tnggu)平壁和圓筒壁的傳熱過程1. 平壁 傳熱(chun r)方程式傳熱過程的物理模型(mxng) 和熱阻網絡： 對流換熱熱阻；導熱熱阻。傳熱過程：冷、熱流體通過固體 間壁的換熱過程。第2頁/共29頁第二頁，共30頁。令單位面積傳熱熱阻，則則平壁傳熱方程令，稱傳熱系數。第3頁/共29頁第三頁，共30頁。對A 面積： Am2 面積傳熱總熱阻。對多層平壁： 影響(yngxing)因素： 兩流體(lit)的物性、流動情況、溫度, 固體壁的形

2、狀、物性、厚度、溫度等。1ft1h2ft2h第4頁/共29頁第四頁，共30頁。2. 通過(tnggu)圓筒壁的傳熱熱阻網絡圖：或W若取AA1 :1ft2ft1h2h第5頁/共29頁第五頁，共30頁。式中顯然(xinrn) rt = 1 / K ， Rt = 1 / A1K 若取AA2 :式中則有 rt = 1 / K ， Rt = 1 / A2K 第6頁/共29頁第六頁，共30頁。對多層圓筒壁： niiiidhddddhK1221111ln211若取 A = A2 時若取 A = A1 時niiiihddddhdK12121121ln21第7頁/共29頁第七頁，共30頁。近似計算：當時，取，式

3、中（近似(jn s)看作平壁）（平均(pngjn)換熱面積）以上(yshng)簡化，誤差 5第8頁/共29頁第八頁，共30頁。122 傳熱的增強和削弱一、強化傳熱 應用熱力學原理采取相應的措施 增強傳熱效果。 措施： tRt ，Rt = 1 / AK 增大傳熱溫差； 減小傳熱 總熱阻（包括增大傳熱面積） 因為傳熱總熱阻為串聯熱路總熱阻，其中 局部熱阻最大處就成為了傳熱過程的瓶頸， 因此(ync)應設法 減小瓶頸熱阻。 在表面傳熱系數較小的一側采用肋壁（增 大傳熱面積），可以減小該處的局部熱阻， 從而減小傳熱總熱阻。第9頁/共29頁第九頁，共30頁。二、通過(tnggu)肋壁的傳熱1. 肋片效率

4、(xio l)肋片效率式中 實際散熱量（肋片）實際散熱量（肋片）0 理想散熱量（肋片） (假定(jidng)肋表面溫度等于肋基溫度) 肋片效率計算式）222222222222fwfwfwfwttttttAhttAh2wt第10頁/共29頁第十頁，共30頁。2. 肋壁傳熱(chun r)計算設： A1光壁面積(min j)；A2肋面總面積；肋面總面積；肋片面積(min j)肋基面積 壁厚； 導熱系數； 肋片散熱量； 肋基散熱量；肋基散熱量；假定假定： 肋面溫度不變并對于肋基溫度肋面溫度不變并對于肋基溫度 tw2 ， 誤差用面積誤差用面積“打折打折”來補償，來補償， 肋面和肋基與流體肋面和肋基與流

5、體2 2間的換熱系數均為間的換熱系數均為h h2 2第11頁/共29頁第十一頁，共30頁。肋壁面與流體(lit)2 的總換熱量：令 式中：0 肋壁效率（由肋面溫度分布不均(b jn)引起）則得222 22fwttAAh2 202AAA第12頁/共29頁第十二頁，共30頁。由 = A1 ( / ) (tw1-tw2)第13頁/共29頁第十三頁，共30頁。 式中或 肋化系數 肋壁傳熱量計算式第14頁/共29頁第十四頁，共30頁。三、臨界熱絕緣(juyun)直徑 工業上除需要強化傳熱外，常常還需要削弱傳熱 （保熱或保暖）。常采用增加附加層以增加總導熱 熱阻的方法。 對于平壁: 增加附加層總是有利于削

6、弱傳熱的；對于管道: 包裹附加層雖在傳熱過程串聯熱路上增加 了一個(y )導熱熱阻，但同時增加了外表面的對 流換熱面積，使外表面的對流換熱熱阻減小。 如果增加的導熱熱阻小于對流換熱熱阻的減 小量，包裹 附加層后反而會強化傳熱。 要削弱傳熱,附加層厚度有個臨界值.第15頁/共29頁第十五頁，共30頁。臨界熱絕緣直徑dc: 附加導熱熱阻恰好等于對流換熱 熱阻的減小量時所對應的包裹外徑。 此時正好對應傳熱量的最大值（由強化傳熱轉向 削弱傳熱）。可推得dc計算式為 dc = 2 ins / h2 式中: ins -保溫材料導熱系數, h2-外層(wi cn)與環境間的放熱系數 包裹外徑大于dc 之后，

7、包裹層越厚，保溫效果越好。 臨界熱絕緣直徑dc 很小，因此只對外徑很小的圓柱散熱表 面考慮此問題，一般工程上所用熱力管道管徑都大于dc 。輸電導線屬于外徑很小的圓柱散熱表面，當其外徑等于dc時 ，散熱量最大。因此為了導線充分散熱,設計時應使外徑接近或等于dc 。第16頁/共29頁第十六頁，共30頁。1. 按工作(gngzu)原理分類間壁式冷熱(ln r)流體被金屬壁面隔開（最普遍）混合式冷熱流體(lit)完全混合回熱式冷熱流體交替地流過同一流道2. 按結構分類殼管式例 12 型：單殼程，雙管程123 換熱器的基本概念一、換熱器的分類第17頁/共29頁第十七頁，共30頁。套管(to un)式肋管

8、式第18頁/共29頁第十八頁，共30頁。板式(bnsh)第19頁/共29頁第十九頁，共30頁。3. 按流動(lidng)方式分順流(shn li)逆流(nli)交叉流混合流第20頁/共29頁第二十頁，共30頁。二、間壁式換熱器計算(j sun)的基本公式- - - - 傳熱(chun r)方程- - - 熱平衡方程(fngchng)三、單流程殼管式換熱器中流體的溫度分布 （11 型）單殼層，單管程第21頁/共29頁第二十一頁，共30頁。四、對數平均溫差1. 單流程(lichng)殼管式tm的計算（1）均為常數； （2） K 為常數為常數(chngsh)；設：（3）無散熱損失(snsh), 無軸

9、向導熱, 無相變第22頁/共29頁第二十二頁，共30頁。（1） 冷流體(lit)吸熱量為： （2）（3）推導(tudo)：順流，取微元體微元面積(min j)的換熱量為：熱流體放熱量為：hc第23頁/共29頁第二十三頁，共30頁。（1）、（2）、（3）聯立求解(qi ji)得令稱為 對數平均溫差(wnch) （順、逆流均適用） 或及第24頁/共29頁第二十四頁，共30頁。簡化(jinhu)計算：2. 其它流動方式(fngsh) tm 的計算式中 tm 按逆流(nli)計算；，查圖，查圖12.11（P. 236）； 當 tmax tmin 2 時， 取 tm （tmax tmin）2 誤差 *4

10、%。第25頁/共29頁第二十五頁，共30頁。四、換熱器計算步驟 （3個方程11個變量(binling)，必須知其中8個）1. 校核(xio h)計算：（了解(lioji)已有換熱器是否滿足要求） 這類問題應采用試算法求解，先假設一種流體的出 口溫度，求出另一種流體的出口溫度，查取物性， 進行計算。2. 設計計算已知K 、Cp1、Cp2、加1 個流量），三個溫度（或4 個溫度已知：Cp1、Cp2、求 A第26頁/共29頁第二十六頁，共30頁。例1： 油的初始溫度為流量為，把流量為的水從35C加熱量95C，水的比熱為4.17 kJ/（kg C），試計算兩流體之間的對數平均溫差。計算兩流體之間的對數平均溫差。解 ： 根據(gnj)熱平衡qm1 Cp1 ( t1t1”) = qm2 Cp2 ( t2”t2)第27頁/共29頁第二十七頁，共30頁。分析(fnx)： 換熱器只能采用(ciyng)逆流布置。tt注意：解此類問題要先畫溫度分布圖，否則(fuz)極易出錯第28頁/共29頁第二十八頁，共30頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第29頁/共29頁第二十九頁，共30頁。NoImage內容(nirng)總結式中。一、強化傳熱 應用熱力學原理采取相應的措施。工業(gngy)上除需要強化傳熱外，常常還需