传热基本方程及传热计算.doc
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1、第三节 传热基本方程及传热计算 从传热基本方程 ()或 ()可知,要强化传热过程主要应着眼于增加推动力和减少热阻,也就是设法增大或者增大传热面积和传热系数。在生产上,无论是选用或设计一个新的换热器还是对已有的换热器进行查定,都是建立在上述基本方程的基础上的,传热计算则主要解决基本方程中的及有关量的计算。传热基本方程是传热章中最主要的方程式。一、传热速率的计算 冷、热流体进行热交换时,当热损失忽略,则根据能量守恒原理,热流体放出热量,必等于冷流体所吸收的热量,即,称之热量衡算式。1 1 无相变化时热负荷的计算(1) (1) 比热法 (4-12)式中 热负荷或传热速率,J.s-1或W; 热、冷流体
2、的质量流量,kg.s-1; 冷、热流体的定压比热,取进出口流体温度的算术平均值下的比热,k.(kg.k)-1; 热流体进、出口温度,(C); 冷流体的进出口温度,(C)。()热焓法 ()式中 物料始态的焓,k.kg-1; 物料终态的焓,k.kg-1。有相变化时热负荷计算 ()式中 发生相变化流体的质量流量,kg.s-1; 液体汽化(或蒸汽冷凝)潜热,k.kg-1。注意:在热负荷计算时,必须分清有相变化还是无相变化,然后根据不同算式进行计算。对蒸汽的冷凝、冷却过程的热负荷,要予以分别计算而后相加。当要考虑热损失时,则有: 通常在保温良好的换热器中可取三、平均温度差的计算在间壁式换热器中,的计算可
3、分为以下几种类型: 两侧均为恒温下的传热两侧流体分别为蒸汽冷凝和液体沸腾时,温度不变,则:t常数 一侧恒温一侧变温下的传热可推得计算式为: ()式中为进出口处传热温度差的对数平均值,温差大的一端为,温差小的一端为,从而使上式中分子分母均为正值。 当时,则:,即可用算术平均值。 两侧均为变温下的稳定传热其计算式与式()完全一致。 复杂流动时的计算流体是复杂错流和折流时,其的计算较为复杂,一般用下式计算: (4-16)式中 为按逆流操作情况下的平均温度差, 为校正系数,为P,R两因数的函数,即:=f(P,R),对于各种换热情况下的值,可在有关手册中查到。的计算要注意:(1) (1) 计算通常用式(
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