對流與輻射的綜合傳熱間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱火焰爐內(nèi)的綜合傳熱換熱器（間壁式換熱器）固定料層內(nèi)熱交換*凝固傳熱*主要內(nèi)容第9章冶金中的綜合傳熱*1第9章冶金中的綜合傳熱對流與輻射的綜合傳熱主第9章冶金中的綜合傳熱*1第9章—總換熱系數(shù)，9.1對流與輻射的綜合傳熱*2第9章冶金中的綜合傳熱—總換熱系數(shù)，9.1對流與輻射的綜合傳熱綜合傳熱（對流、輻射、導(dǎo)熱同時存在）換熱量如何計算？9.1對流與輻射的綜合傳熱*3第9章冶金中的綜合傳熱綜合傳熱（對流、輻射、導(dǎo)熱同時存在）換熱量如何計算？9.19.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*4第9章冶金中的綜合傳熱9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*4第9章冶金中的爐墻的綜合傳熱過程分三個過程：高溫爐氣以輻射和對流方式傳給內(nèi)壁爐壁以傳導(dǎo)方式由內(nèi)壁傳到外壁

9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*5第9章冶金中的綜合傳熱爐墻的綜合傳熱過程分三個過程：爐壁以傳導(dǎo)方式由內(nèi)壁傳到外壁外壁以輻射和對流方式傳給周圍空氣

對穩(wěn)態(tài)q1=q2=q3=q9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*6第9章冶金中的綜合傳熱外壁以輻射和對流方式傳給周圍空氣對穩(wěn)態(tài)對n層平壁對n層圓筒壁如何減少爐墻的熱損失？9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*7第9章冶金中的綜合傳熱對n層平壁對n層圓筒壁如何減少爐墻的熱損失？9.2間壁（爐例題9-1、

爐壁由三層組成，粘土磚（δ1=0.23m,λ1=1.2W/(m.℃);石棉粘土磚（δ2=0.03m,λ1=0.1W/(m.℃)；紅磚（δ1=0.24m,λ1=0.5W/(m.℃)。爐墻內(nèi)煙氣側(cè)換熱系數(shù)40W/(m2.℃)、煙氣溫度1200℃；爐墻外空氣側(cè)換熱系數(shù)15W/(m2.℃)、空氣溫度20℃；試求通過該爐墻的熱損失及爐墻內(nèi)的溫度分布。9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*8第9章冶金中的綜合傳熱解：如何求tw1、tw2、tw3?例題9-1、爐壁由三層組成，粘土磚（δ1=0.23m,λ1火焰爐的熱交換機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，高溫爐氣、爐壁、被加熱的金屬三者之間相互進(jìn)行輻射熱交換，同時爐氣還以對流給熱的方式向爐壁、金屬傳熱。假設(shè)：1）爐膛是一個封閉體系；2）高溫爐氣、爐壁、被加熱的金屬的溫度均勻；3）輻射射線密度均勻，爐氣對射線的吸收在任何方向一致；4）爐壁、金屬黑度不變，爐氣黑度等于吸收率；5）金屬布滿爐底，其表面非“自見”；6）爐壁內(nèi)表面不吸收輻射熱，即投射到該表面的輻射全部返回爐膛（通過爐壁傳導(dǎo)的對外熱損失近似認(rèn)為由對流傳給爐壁表面的熱量來補(bǔ)給）。9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*9第9章冶金中的綜合傳熱火焰爐的熱交換機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，高溫爐氣、爐壁、被加熱的金屬三者9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*10第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*10第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*11第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*11第9章冶金中的綜合傳熱爐壁的有效輻射（投射到爐壁上的熱量）：[爐氣的輻射]+[金屬的有效輻射]+[爐壁的有效輻射投射到自身]。即

金屬表面的有效輻射：[金屬本身輻射]+[金屬對爐氣輻射的反射]+[爐壁有效輻射的反射]9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*12第9章冶金中的綜合傳熱爐壁的有效輻射（投射到爐壁上的熱量）：[爐氣的輻射]+[金屬其中系數(shù)Cgwm為爐氣爐壁對金屬的導(dǎo)來輻射系數(shù)。金屬吸收的凈輻射換熱量：Q=[金屬吸收輻射]-[金屬自身輻射]。（金屬吸收輻射包括爐氣對金屬輻射而被金屬吸收的部分和爐墻的有效輻射透過爐氣后到達(dá)金屬表面而被金屬所吸收的部分）9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*13第9章冶金中的綜合傳熱其中系數(shù)Cgwm為爐氣爐壁對金屬的導(dǎo)來輻射系數(shù)。金屬吸收的凈9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*第9章冶金中的綜合傳熱14例題9-2、

已知室狀爐爐膛尺寸2.0×1.3×1.2m，爐底上緊排放20根鋼坯加熱，沒有空隙，鋼坯尺寸90×90×1000m，已知鋼坯黑度0.85，溫度792℃；爐墻爐頂面積13.1m2;火焰溫度1374℃，黑度0.55。試求金屬得到的輻射熱量。解：9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*第9章冶金中的綜合傳熱14例9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*15第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*15第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*16第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*16第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*17第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*17第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*18第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*18第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*19第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*19第9章冶金中的綜合傳熱常用的余熱利用設(shè)備換熱器蓄熱室余熱鍋爐目的節(jié)約燃料提高燃燒溫度9.4換熱器（間壁式換熱器）*20第9章冶金中的綜合傳熱常用的余熱利用設(shè)備換熱器蓄熱室余熱鍋爐目的節(jié)約燃料提高燃燒溫分類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

間壁材料

流動方式列管式、套管式、針狀管式、輻射式等金屬、陶瓷順流、逆流叉流換熱器內(nèi)流體的流動方式(a)-順流；(b)-逆流；(c)-叉流；(d)-折流；(e)-順叉流；(f)-逆叉流9.4.1換熱器簡介*21第9章冶金中的綜合傳熱分類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)間壁材料流動方式列管式、套管式、針狀管式、9.4.1換熱器簡介結(jié)構(gòu)*22第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介結(jié)構(gòu)*22第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*23第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*23第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*24第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*24第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*25第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*25第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*26第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*26第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介氣氣換熱氣汽換熱氣水換熱*27第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介氣氣換熱氣汽換熱氣水換熱*27第9章Φ=KΔtmAW設(shè)計計算：

根據(jù)生產(chǎn)所需的換熱條件及要求（流體的出口溫度或換熱量），確定換熱器的型式、換熱面積A及結(jié)構(gòu)參數(shù)；校核計算：

根據(jù)已有換熱器（型式、A已知）校核它是否滿足預(yù)定要求，即求出流體的出口溫度或換熱量。9.4.2換熱器熱工計算*28第9章冶金中的綜合傳熱Φ=KΔtmAW設(shè)計計算：根據(jù)生產(chǎn)所需的1、平均溫差Δtm推導(dǎo)依據(jù)：熱平衡方程熱流體失去的熱量=冷流體得到的熱量推導(dǎo)方法：元體分析法推導(dǎo)結(jié)果：對數(shù)平均溫差9.4.2換熱器熱工計算*29第9章冶金中的綜合傳熱1、平均溫差Δtm推導(dǎo)依據(jù)：熱平衡方程熱流體失去的熱量=順流逆流叉流9.4.2換熱器熱工計算*30第9章冶金中的綜合傳熱順流逆流叉流9.4.2換熱器熱工計算*30第9章εΔt見圖。圖中的R及P是水當(dāng)量的比值及換熱器的加熱溫度效率。9.4.2換熱器熱工計算*31第9章冶金中的綜合傳熱εΔt見圖。圖中的R及P是水當(dāng)量的比值及換熱器的加熱溫度效率9.4.2換熱器熱工計算*32第9章冶金中的綜合傳熱9.4.2換熱器熱工計算*32第9章冶金中的綜合傳熱分析：1）εΔt越大，則Δtm也越大。2）P值一定時，R值越小則εΔt值越大。3）R值一定時，P值越小則εΔt值越大。4）當(dāng)R及P值一定時，流體的流程數(shù)越多則εΔt越大。9.4.2換熱器熱工計算*33第9章冶金中的綜合傳熱分析：1）εΔt越大，則Δtm也越大。2）P值一定時，R值越2、傳熱系數(shù)KW/(m2·℃)若K值沿?fù)Q熱器長度方向變化較大，則W/(m2·℃)9.4.2換熱器熱工計算*34第9章冶金中的綜合傳熱2、傳熱系數(shù)KW/(m2·℃)若K值沿?fù)Q熱器長度方向變化較大3、換熱器的效率及流體終溫?fù)Q熱器實(shí)際傳熱量換熱器最大可能傳熱量換熱器的效率ε=實(shí)際傳熱量最大可能傳熱量9.4.2換熱器熱工計算*35第9章冶金中的綜合傳熱3、換熱器的效率及流體終溫?fù)Q熱器實(shí)際傳熱量換熱器最大可能傳經(jīng)推導(dǎo)：ε=f(NTU，，流動方式)傳熱單元數(shù)NTU=查圖核算換熱器：

可由已知值A(chǔ)、K、wmin、wmax等，算出NTU、的大小，再由圖查出ε值，進(jìn)而求出流體的出口溫度。設(shè)計換熱器：可由已知流體的進(jìn)、出口溫度，算出ε，由圖查出NTU值，進(jìn)而求得所需換熱面積。ε-NTU法。9.4.2換熱器熱工計算*36第9章冶金中的綜合傳熱經(jīng)推導(dǎo)：ε=f(NTU，，流動方式)傳熱單假設(shè)：（1）爐料與爐氣沿整個容器橫截面均勻流動。（2）爐料與爐氣的水當(dāng)量保持不變。（3）料塊尺寸在熱交換過程中不發(fā)生變化。（4）料層內(nèi)換熱系數(shù)為常數(shù)。9.5固定料層內(nèi)熱交換**37第9章冶金中的綜合傳熱假設(shè)：（1）爐料與爐氣沿整個容器橫截面均勻流動。（2）爐料與9.5固定料層內(nèi)熱交換**38第9章冶金中的綜合傳熱9.5固定料層內(nèi)熱交換**38第9章冶金中的綜合傳熱料塊內(nèi)部熱阻很小（Bi≤0.25）時的熱交換dtghhdhHodtst在dτ時間內(nèi)，單位體積料層內(nèi)氣體傳給料塊的熱量為dQ=hA(tg－ts)Avdτ

以爐氣入口處為起點(diǎn)，9.5固定料層內(nèi)熱交換**39第9章冶金中的綜合傳熱料塊內(nèi)部熱阻很小（Bi≤0.25）時的熱交換dtghhdhH1）wg＜ws

且料層足夠高，換熱時間足夠長2）wg＞ws

且料層足夠高，換熱時間足夠長每單位體積料層的熱交換量kJ/m3

kJ/m3

9.5固定料層內(nèi)熱交換**40第9章冶金中的綜合傳熱1）wg＜ws且料層足夠高，換熱時間足夠長2）wg爐氣與料塊間的換熱系數(shù)體積換熱系數(shù)W/(m3·K)表面換熱系數(shù)

hA＝hv／Av

W/(m2·K)對直徑為d的球體料塊m2/m39.5固定料層內(nèi)熱交換**41第9章冶金中的綜合傳熱爐氣與料塊間的換熱系數(shù)體積換熱系數(shù)W/(m3·K)表面換考慮料塊內(nèi)部熱阻時的熱交換氣體與料塊之間的外部熱阻及料塊內(nèi)部熱阻W/(m2·℃)球形料塊W/(m3·℃)9.5固定料層內(nèi)熱交換**42第9章冶金中的綜合傳熱考慮料塊內(nèi)部熱阻時的熱交換氣體與料塊之間的外部熱阻及料塊內(nèi)9.6凝固傳熱**43第9章冶金中的綜合傳熱9.6凝固傳熱**43第9章冶金中的綜合傳熱連鑄凝固傳熱的分析解法假設(shè)：（1）略去凝固層中y方向的導(dǎo)熱（2）不考慮液相中的傳熱凝固層一維導(dǎo)熱微分方程邊界條件：

y=0s=0y=0x=0

t=ts

y＞0x=09.6凝固傳熱**44第9章冶金中的綜合傳熱連鑄凝固傳熱的分析解法假設(shè)：（1）略去凝固層中y方向的導(dǎo)y＞0x=s

t=tsy＞0x=s

H′—等效凝固潛熱，希爾斯利用近似積分方法求得了近似解。利用圖可確定：1）凝固層厚度

2）鑄坯表面溫度

3）冷卻水帶走熱量的速率9.6凝固傳熱**45第9章冶金中的綜合傳熱y＞0x=st=tsy＞0x=sH′—連鑄凝固傳熱的差分解法一維導(dǎo)熱方程考慮凝固潛熱和溫度對導(dǎo)熱系數(shù)的影響9.6凝固傳熱**46第9章冶金中的綜合傳熱連鑄凝固傳熱的差分解法一維導(dǎo)熱方程考慮凝固潛熱和溫度對導(dǎo)邊界傳熱條件結(jié)晶器內(nèi)W/m2二冷區(qū)噴水冷卻W/m2自然冷卻區(qū)W/m2溫度對時間取前差分，溫度對空間取中心差分，則9.6凝固傳熱**47第9章冶金中的綜合傳熱邊界傳熱條件結(jié)晶器內(nèi)W/m2二冷區(qū)噴水冷卻W/m邊界節(jié)點(diǎn)的差分方程，按邊界上半層近似熱平衡式導(dǎo)出，即中心點(diǎn)初始時刻借助計算機(jī)求解上述方程即可得板坯連鑄時的溫度場9.6凝固傳熱**48第9章冶金中的綜合傳熱邊界節(jié)點(diǎn)的差分方程，按邊界上半層近似熱平衡式導(dǎo)出，即中心點(diǎn)主要內(nèi)容：輻射和對流的綜合傳熱，換熱器原理及計算，固定料層的傳熱，凝固傳熱的特點(diǎn)，連續(xù)澆注時的凝固傳熱。難點(diǎn)：固定料層的傳熱。基本要求：掌握換熱器計算，會換熱器的設(shè)計及校核計算，掌握凝固傳熱的特點(diǎn)及連續(xù)澆注時的凝固傳熱計算，會用固定料層的傳熱量計算公式。重點(diǎn)：換熱器原理及計算。本章小結(jié)

作業(yè)：*49第9章冶金中的綜合傳熱主要內(nèi)容：輻射和對流的綜合傳熱，換熱器原理及計算，固定料層的冶金行業(yè)管理知識綜合傳熱分析對流與輻射的綜合傳熱間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱火焰爐內(nèi)的綜合傳熱換熱器（間壁式換熱器）固定料層內(nèi)熱交換*凝固傳熱*主要內(nèi)容第9章冶金中的綜合傳熱*51第9章冶金中的綜合傳熱對流與輻射的綜合傳熱主第9章冶金中的綜合傳熱*1第9章—總換熱系數(shù)，9.1對流與輻射的綜合傳熱*52第9章冶金中的綜合傳熱—總換熱系數(shù)，9.1對流與輻射的綜合傳熱綜合傳熱（對流、輻射、導(dǎo)熱同時存在）換熱量如何計算？9.1對流與輻射的綜合傳熱*53第9章冶金中的綜合傳熱綜合傳熱（對流、輻射、導(dǎo)熱同時存在）換熱量如何計算？9.19.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*54第9章冶金中的綜合傳熱9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*4第9章冶金中的爐墻的綜合傳熱過程分三個過程：高溫爐氣以輻射和對流方式傳給內(nèi)壁爐壁以傳導(dǎo)方式由內(nèi)壁傳到外壁

9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*55第9章冶金中的綜合傳熱爐墻的綜合傳熱過程分三個過程：爐壁以傳導(dǎo)方式由內(nèi)壁傳到外壁外壁以輻射和對流方式傳給周圍空氣

對穩(wěn)態(tài)q1=q2=q3=q9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*56第9章冶金中的綜合傳熱外壁以輻射和對流方式傳給周圍空氣對穩(wěn)態(tài)對n層平壁對n層圓筒壁如何減少爐墻的熱損失？9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*57第9章冶金中的綜合傳熱對n層平壁對n層圓筒壁如何減少爐墻的熱損失？9.2間壁（爐例題9-1、

爐壁由三層組成，粘土磚（δ1=0.23m,λ1=1.2W/(m.℃);石棉粘土磚（δ2=0.03m,λ1=0.1W/(m.℃)；紅磚（δ1=0.24m,λ1=0.5W/(m.℃)。爐墻內(nèi)煙氣側(cè)換熱系數(shù)40W/(m2.℃)、煙氣溫度1200℃；爐墻外空氣側(cè)換熱系數(shù)15W/(m2.℃)、空氣溫度20℃；試求通過該爐墻的熱損失及爐墻內(nèi)的溫度分布。9.2間壁（爐氣通過爐墻）的綜合傳熱*58第9章冶金中的綜合傳熱解：如何求tw1、tw2、tw3?例題9-1、爐壁由三層組成，粘土磚（δ1=0.23m,λ1火焰爐的熱交換機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，高溫爐氣、爐壁、被加熱的金屬三者之間相互進(jìn)行輻射熱交換，同時爐氣還以對流給熱的方式向爐壁、金屬傳熱。假設(shè)：1）爐膛是一個封閉體系；2）高溫爐氣、爐壁、被加熱的金屬的溫度均勻；3）輻射射線密度均勻，爐氣對射線的吸收在任何方向一致；4）爐壁、金屬黑度不變，爐氣黑度等于吸收率；5）金屬布滿爐底，其表面非“自見”；6）爐壁內(nèi)表面不吸收輻射熱，即投射到該表面的輻射全部返回爐膛（通過爐壁傳導(dǎo)的對外熱損失近似認(rèn)為由對流傳給爐壁表面的熱量來補(bǔ)給）。9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*59第9章冶金中的綜合傳熱火焰爐的熱交換機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，高溫爐氣、爐壁、被加熱的金屬三者9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*60第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*10第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*61第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*11第9章冶金中的綜合傳熱爐壁的有效輻射（投射到爐壁上的熱量）：[爐氣的輻射]+[金屬的有效輻射]+[爐壁的有效輻射投射到自身]。即

金屬表面的有效輻射：[金屬本身輻射]+[金屬對爐氣輻射的反射]+[爐壁有效輻射的反射]9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*62第9章冶金中的綜合傳熱爐壁的有效輻射（投射到爐壁上的熱量）：[爐氣的輻射]+[金屬其中系數(shù)Cgwm為爐氣爐壁對金屬的導(dǎo)來輻射系數(shù)。金屬吸收的凈輻射換熱量：Q=[金屬吸收輻射]-[金屬自身輻射]。（金屬吸收輻射包括爐氣對金屬輻射而被金屬吸收的部分和爐墻的有效輻射透過爐氣后到達(dá)金屬表面而被金屬所吸收的部分）9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*63第9章冶金中的綜合傳熱其中系數(shù)Cgwm為爐氣爐壁對金屬的導(dǎo)來輻射系數(shù)。金屬吸收的凈9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*第9章冶金中的綜合傳熱64例題9-2、

已知室狀爐爐膛尺寸2.0×1.3×1.2m，爐底上緊排放20根鋼坯加熱，沒有空隙，鋼坯尺寸90×90×1000m，已知鋼坯黑度0.85，溫度792℃；爐墻爐頂面積13.1m2;火焰溫度1374℃，黑度0.55。試求金屬得到的輻射熱量。解：9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*第9章冶金中的綜合傳熱14例9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*65第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*15第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*66第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*16第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*67第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*17第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*68第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*18第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*69第9章冶金中的綜合傳熱9.3火焰爐爐膛綜合傳熱*19第9章冶金中的綜合傳熱常用的余熱利用設(shè)備換熱器蓄熱室余熱鍋爐目的節(jié)約燃料提高燃燒溫度9.4換熱器（間壁式換熱器）*70第9章冶金中的綜合傳熱常用的余熱利用設(shè)備換熱器蓄熱室余熱鍋爐目的節(jié)約燃料提高燃燒溫分類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

間壁材料

流動方式列管式、套管式、針狀管式、輻射式等金屬、陶瓷順流、逆流叉流換熱器內(nèi)流體的流動方式(a)-順流；(b)-逆流；(c)-叉流；(d)-折流；(e)-順叉流；(f)-逆叉流9.4.1換熱器簡介*71第9章冶金中的綜合傳熱分類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)間壁材料流動方式列管式、套管式、針狀管式、9.4.1換熱器簡介結(jié)構(gòu)*72第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介結(jié)構(gòu)*22第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*73第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*23第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*74第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*24第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*75第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*25第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*76第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介*26第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介氣氣換熱氣汽換熱氣水換熱*77第9章冶金中的綜合傳熱9.4.1換熱器簡介氣氣換熱氣汽換熱氣水換熱*27第9章Φ=KΔtmAW設(shè)計計算：

根據(jù)生產(chǎn)所需的換熱條件及要求（流體的出口溫度或換熱量），確定換熱器的型式、換熱面積A及結(jié)構(gòu)參數(shù)；校核計算：

根據(jù)已有換熱器（型式、A已知）校核它是否滿足預(yù)定要求，即求出流體的出口溫度或換熱量。9.4.2換熱器熱工計算*78第9章冶金中的綜合傳熱Φ=KΔtmAW設(shè)計計算：根據(jù)生產(chǎn)所需的1、平均溫差Δtm推導(dǎo)依據(jù)：熱平衡方程熱流體失去的熱量=冷流體得到的熱量推導(dǎo)方法：元體分析法推導(dǎo)結(jié)果：對數(shù)平均溫差9.4.2換熱器熱工計算*79第9章冶金中的綜合傳熱1、平均溫差Δtm推導(dǎo)依據(jù)：熱平衡方程熱流體失去的熱量=順流逆流叉流9.4.2換熱器熱工計算*80第9章冶金中的綜合傳熱順流逆流叉流9.4.2換熱器熱工計算*30第9章εΔt見圖。圖中的R及P是水當(dāng)量的比值及換熱器的加熱溫度效率。9.4.2換熱器熱工計算*81第9章冶金中的綜合傳熱εΔt見圖。圖中的R及P是水當(dāng)量的比值及換熱器的加熱溫度效率9.4.2換熱器熱工計算*82第9章冶金中的綜合傳熱9.4.2換熱器熱工計算*32第9章冶金中的綜合傳熱分析：1）εΔt越大，則Δtm也越大。2）P值一定時，R值越小則εΔt值越大。3）R值一定時，P值越小則εΔt值越大。4）當(dāng)R及P值一定時，流體的流程數(shù)越多則εΔt越大。9.4.2換熱器熱工計算*83第9章冶金中的綜合傳熱分析：1）εΔt越大，則Δtm也越大。2）P值一定時，R值越2、傳熱系數(shù)KW/(m2·℃)若K值沿?fù)Q熱器長度方向變化較大，則W/(m2·℃)9.4.2換熱器熱工計算*84第9章冶金中的綜合傳熱2、傳熱系數(shù)KW/(m2·℃)若K值沿?fù)Q熱器長度方向變化較大3、換熱器的效率及流體終溫?fù)Q熱器實(shí)際傳熱量換熱器最大可能傳熱量換熱器的效率ε=實(shí)際傳熱量最大可能傳熱量9.4.2換熱器熱工計算*85第9章冶金中的綜合傳熱3、換熱器的效率及流體終溫?fù)Q熱器實(shí)際傳熱量換熱器最大可能傳經(jīng)推導(dǎo)：ε=f(NTU，，流動方式)傳熱單元數(shù)NTU=查圖核算換熱器：

可由已知值A(chǔ)、K、wmin、wmax等，算出NTU、的大小，再由圖查出ε值，進(jìn)而求出流體的出口溫度。設(shè)計換熱器：可由已知流體的進(jìn)、出口溫度，算出ε，由圖查出NTU值，進(jìn)而求得所需換熱面積。ε-NTU法。9.4.2換熱器熱工計算*86第9章冶金中的綜合傳熱經(jīng)推導(dǎo)：ε=f(NTU，，流動方式)傳熱單假設(shè)：（1）爐料與爐氣沿整個容器橫截面均勻流動。（2）爐料與爐氣的水當(dāng)量保持不變。（3）料塊尺寸在熱交換過程中不發(fā)生變化。（4）料層內(nèi)換熱系數(shù)為常數(shù)。9.5固定料層內(nèi)熱交換**87第9章冶金中的綜合傳熱假設(shè)：（1）爐料與爐氣沿整個容器橫截面均勻流動。（2）爐料與9.5固定料層內(nèi)熱交換**88第9章冶金中的綜合傳熱9.5固定料層內(nèi)熱交換**38第9章冶金中的綜合傳熱料塊內(nèi)部熱阻很小（Bi≤0.25）時的熱交換dtghhdhHodtst在dτ時間內(nèi)，單位體積料層內(nèi)氣體傳給料塊的熱量為dQ=hA(tg－ts)Avdτ

以爐氣入口處為起點(diǎn)，9.5固定料層內(nèi)熱交換**89第9章冶金中的綜合傳熱料塊內(nèi)部熱阻很小（Bi≤0.25）時的熱交換dtghhdhH1）wg＜ws

且料層足夠高，換熱時間足夠長2）wg＞ws

且料層足夠高，換熱時間足夠長每單位體積料層的熱交換量kJ/m3

kJ/m3

9.5固定料層內(nèi)熱交換**90第9章冶金中的綜合傳熱1）wg＜ws且料層足夠高，換熱時間足夠長2）wg爐氣與料塊間的換熱系數(shù)體積換熱系數(shù)W/(m3·K)表面換熱系數(shù)

hA＝hv／Av

W/(m2·K)對直徑為d的球體料塊m2/m39.5固定料層內(nèi)熱