传热速率与热负荷

1、药品生产技术专业教学资源库-制药单元操作技术教学设计教 师 姓 名授课班级授课形式讲授授 课 日 期 授课时数2授课内容情景3 传热和换热器选择及操作任务3 传热速率与热负荷教学目的知 识目 标1. 理解热负荷和传热速率的定义2. 掌握热负荷与传热速率间的关系3. 掌握传热量的计算能 力目 标工程中热量计算的能力及灵活运用思 想目 标工程意识和节约教 学 重 点传热量的计算教 学 难 点传热量的计算更新、补充、删 节 内 容使 用 教 具多媒体课 外 作 业课 后 体 会授课主要内容及课堂教学设计教学环节 课 程 内 容 设 计教学方法时间min组织复习引入新课小结作业总传热速率方程？任务3

2、传热速率与热负荷一、 传热速率与热负荷定义热负荷Q：要求换热器在单位时间内完成的传热量称为换热器的热负荷，J/s或W，取决于生产任务，是换热中的已知量。热负荷与传热速率的关系：传热速率是换热器单位时间内通过传热面积能够传递的热量，J/s或W，是换热器的生产能力，主要有换热器自身的性能决定。热负荷是生产上要求换热器必须完成的生产任务。为保证换热器完成传热任务，应使换热器的传热速率大于至少等于其热负荷。二、 热负荷的确定当换热器保温性能良好，热损失可以忽略不计时，Qh=Qc及热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量，此时热负荷取Qh或Qc均可，当换热器的热损失不能忽略时，QhQc，此时热负荷取Qh还是

3、Qc，需根据具体情况而定，对于间壁换热器，哪种流体走管程，就取该流体的传热量作为换热器的热负荷。三、 传热量的计算1、计算显热热负荷显热是因为冷流体温度升高而吸收的热量，或者是热流体因为温度降低而放出的热量。 （3-2） （3-2a） （3-2b） 式中：-热、冷流体吸收或放出的热量，J/s； 、-热、冷流体的质量流量kg/s； 、-热流体、冷流体的定压比热，kJ/（kg.）； 、-热流体起始温度和终了温度， 、-冷流体起始温度和终了温度， 当参与换热的流体在换热过程中只有温度变化而没有相态变化时采用显热法计算热负荷。2、计算潜热热负荷 潜热冷、热流体因相态变化而吸收或放出的热量。热流体放出的

4、潜热量或冷流体吸收的潜热量，可用下式计算： （3-3） （3-3a） （3-3b） 式中：、-气化或冷凝的传热量，J/s； 、-热、冷流体的冷凝、气化的比汽化焓kJ/kg。 相态变化包括由液体气化为气体，或者由气体冷凝变成液体的过程，发生相态时没有温度的升高或降低。3、焓差法在一定的条件下，物质的焓是一定的，对于定压过程，物质由一种状态变为另一种状态所吸收或放出的热量等于焓变。 Q热=qm热（I热1-I热2） Q冷=qm冷（I冷1-I冷2）I热1、I热2：热流体进、出状态时的比焓，kJ/kgI冷1、I冷2：热流体进、出状态时的比焓，kJ/kg练习题：在套管换热器内用0.16 MPa的饱和蒸汽加热空气，饱和蒸汽的消耗量为10 kg/h，冷凝后进一步冷却到100 oC，空气的流量为420 kg/h，进、出口温度分别为30 oC和80 oC，蒸汽走壳程，空气走管程，求：1、 热损失2、 换热器的热负荷。总结启发讲述借图说明注意与学生交流讲授5301040105参考资料天