4.4 热交换的计算ppt课件

化学基础anintroductiontochemicalingineering，1，教育目的：核心难点：课堂类型：4.4热交换(heatexchange)计算，总传热方程及其推导，其他，总传热方程和传热温差计算，理论知识，2，复习，传导传热(heatconduction):对流传热(convection ofheat)3360，平面壁：圆柱壁，热流体湍流体，冷却流体湍流体，T，T，设备壁，Q，4，一，总传热方程(overallheattransferequation)，热流体T，一侧壁TWk-1；R总热阻，串行热阻之和。复合平面墙：6，圆柱墙的总传热方程式，&圆柱墙：或以管外部表面积为基础的传热系数k 23360，以管内部墙面、外墙和平均墙面为基础的k值各不相同，但KA必须相同。7，总传热方程：K是衡量换热器性能的重要指标之一。其大小取决于流体的质量属性、传热过程的运行条件和换热器的类型等。传热系数，公式计算K，调查相关手册选择经验值，实验K，8，传热系数的一般范围，9，示例，4-7夹式反应器的内径为80厘米K-1)加热，水蒸气温度为120 ，水壶中的有机物(h=250W.m-2 .K-1)，温度为80 。以该条件下总热阻的百分比查找单位面积的热阻和热阻。解决方案：内径为0.8米外径为0.822米，可以近似平面墙：搪瓷衬里和有机化合物的主热阻。如果忽略水蒸气和碳钢的热阻，计算结果只有3.6%的差异。10，示例4-8热管加热器中，20 原油通过管道内部(h=200W.m-2)。K-1)，管道外部120 饱和水蒸气加热(h=10000W.m-2)。K-1)，管道外部120毫米2毫米无缝钢管(=50w.m-1.k-1)，管道内部油垢厚度1毫米(=1.0w.m-1.k-1)。查找通过每米管道长度的传热速度。如果将H1，H2分别加倍，传热速度是多少？解决方案：可见：如果增加原始h已经很大的这一侧流体的传热膜系数，对总传热影响很小；降低这一侧流体的热阻(热阻大)对提高传热速度有意义。r1，r1，r2，11，总传热方程式：12，传热温差，连续稳态传热有：温度和温度变化两种情况下，恒温传热3360两种流体通过传热面换热时沿墙蒸发和蒸馏等。k或c，13，传热温差，恒定温度变化传热：传热壁上每个点的温度不取决于时间，但取决于传热表面位置。冷却、热、和流、逆流、错误流、简单挡板、14、传热温差、流和回流、特性：相同条件(例如相同的传热时间或传热区域)逆流比流完整。逆流，回溯2，1，热温度的差异比逆流严重。15，传热温差，对数平均温差：16，热交换的计算，示例4-11套管换热器将特定量的冷却流体加热到特定量的热流体。热流体温度从120 下降到70 ，冷流体从20 上升到60 。比较平行流和回流的传热温差。，t1=120c，T2=70c，t1=20c，T2=60c，t1=120c，t1=20c，T2=60，17，换热器的冷热，热交换中的两种流体都忽略热损失时，热流体释放的热等于冷流体吸收的热。热平衡计算，两种流体均无相变：一种流体相变：两种流体均相变：18，示例4-9将134 的饱和水蒸气(304kPa)凝结成夹套，将煮沸的甲苯变成甲苯蒸汽气化反应堆，甲苯沸点为110 .传热系数k .保温后甲苯气化过程的热损失为10%，就得到水蒸气的每小时消耗。所需的传热速度必须为：总传热方程式为：水蒸气冷凝热2.16103kJ.kg-1，消耗的水蒸气量：固定状态：解决方案：19，示例4-12固定大小套管换热器中的热流体和冷却流体以及流动传热。热流体从120 下降到70 ，冷流体从20 下降到60 。如果换热器和相关条件(流体进口温度和流量等)未更改，则为了冷却和热流体排放温度，请将流量更改为回流。传热系数、材料的特定容量和设备的热损失保持不变。解决方案：t1=120c，t1=20c，T2=60c，T2=70c，t1=20c，t1=120c，t，T2=？在c，20，的情况下，传热面积为3m2，由25mmk2.5mm管组成的单程管换热器，用初始温度为10c的水将油冷却到200到100c，水移动管内的油在管间。已知水和油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h，固定压力质量热容量分别为4.18kJ/(kg .k)和2.0kJ/(kg .k)，水侧和油侧的对流换热系数分别为2000w/(m2 .k)和250w/(m2 .k)。两种流体回流(re 104)。管道壁和土壤的热阻被忽略。()计算热交换器是否一起使用？(2)夏天，当水的初始温度达到30 时，油的流动和冷却程度保持不变，这时，问换热器是否一起使用。如何解决(假定传热系数不变)。21，例如，每小时要冷凝500公斤乙醇蒸汽，将凝结水冷却到30，乙醇的冷凝温度为78.5，冷凝热为880kJ.kg-1，液体乙醇的平均未压缩热容量为2.8kJ.Kg-1。K-1，在此条件下，乙醇蒸汽的表面传热系数为3500W.m-2。K-1，乙醇液体的表面传热系数为7000w.m-2.k-1。冷却剂(逆流)的初始温度为15 K-1。管道壁和灰尘层的热阻可以忽略。水的弱压力热容量为4.2kJ.Kg-1。K-1。计算换热器的传热面积。(先求出冷却剂量，再分离冷凝液和冷却液计算)，22，两种流体不变。一种流体有相变，两种流体有相变，23，为了便于使用总传热速率方程计算过程中的计算，一般假定(1)传热是稳态工作过程；(2)两种流体的比热是常数(优选，出口的平均值)。(3)总传热系数k为常数。也就是说，k值不会随着换热器的管道长度而变化。(4)换热器的热损失可以忽略。24，在相同的条件下，如相同的流体和相同的开始和最终温度，回流具有较大的平均传热功率列温差，因此，传热面积较小。并且在传热时，冷却流体加热后的极限温度低于或类似于热流体传热后的最终温度。对于逆流传热，不限于此，冷流体加热后的极限温度低于或接近热流体的初始温度，热流体传热后的极限温度高于或接近冷流体的初始温度，热能可以充分利用和回收，从而以较小的传热介质(加热剂或冷却剂)达到所需的传热效果。热温差的前后变化比逆流强烈。25，并行流的特性和用途&和流的特性：初始传热速度大，后传热速度小。&用途：具有热效应的化学反应；也用于防止传热时过热或过冷。，26，传热强化方法，1，可以有效地增加传热面积翅片管或翅片壁表面增量传热面积。2，传热的温差最大限度地利用逆流操作方式，