西安交大热工基础第14章传热过程与换热器2

热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer1/25三、换热器的热计算设计一个新的换热器，以确定所需的换热面积

设计计算designcalculation对已有或已选定了换热面积的换热器，在非设计工况条件下，核算它传递多少热量

校核计算performancecalculation（一）目的、所依据的方程式、方法1目的热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer2/25传热方程式热平衡方程式2基本方程其中三个热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer3/25平均温差法

就是直接应用传热方程式和热平衡方程式进行热计算的方法

效能-传热单元数(-NTU)法3方法重点掌握掌握有关概念热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer4/25

一般给定冷热流体的水当量和进出口温度中的三个，需要确定换热面积A（二）设计计算和校核计算的步骤(平均温差法)1设计计算初步选定冷热流体的流动方向及换热表面型式热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer5/25由热平衡式求出冷热流体进出口温度中的那个未知的温度计算所需的换热面积A核算冷热流体的流动阻力，如过大则需要改变方案重新设计。确定平均温差热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer6/25

一般给定换热器的结构、面积、冷热流体的进口温度和水当量，校核该换热器能否达到要求：2校核计算能否把热流体冷却到给定温度或能否把冷流体加热到给定温度热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer7/25四、传热的强化和隔热保温技术（一）传热学的目的1传热的强化设备尺寸减小得到有效冷却空调GasTurbine电子元器件热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer8/25液体火箭发动机燃烧室温度高(3000-4500K);热流密度大（最高达160MW/m2）;推力室的冷却是一项重要的设计考虑;热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer9/25基板，铝或铜翅片铝或铜分段翅片

开缝翅片整体式翅片冷却气流热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer10/25热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer11/25B88C的处理器散热装置进行分体设计，铜质导管部分没有与风扇用金属铝块封装起来，而是相互独立，铜质导管由处理器核心转移到排风口的散热金属叶片上面。SONY－B88C热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer12/252传热的削弱保温隔热低温液化气体的储存和运输航天器返回建筑节能热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer13/25（二）强化传热1原则

强化传热应从热阻最大的环节入手2途径

主要集中在对流换热热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer14/25

从换热过程的物理机制来分析无相变：减薄边界层、增加流体的扰动有相变减薄液膜、形成珠状凝结凝结：沸腾：增加汽化核心数3对流换热的强化热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer15/25

从对流换热的实验规律来分析无相变：提高流速减小管径改变物性这一分析适用于所有单相对流换热热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer16/25扩展表面热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer17/25扩展表面热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer18/25扩展表面热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer19/25螺旋管热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer20/25低温液化气体的储存和运输航天器返回建筑节能（三）隔热保温技术1工业应用热力设备、工程管路热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer21/25高于环境温度的热力设备

保温：防止热量散失材料：无机的绝热材料2分类

一般性的绝热材料材料抽真空至10Pa的粉末颗粒热材料多层真空绝热材料。低于环境温度的工质和容器

隔热：防止热量传入热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer22/253临界热绝缘直径外加肋片能强化换热增加了外表面积增加了导热热阻外加保温材料能削弱换热增加了外表面积增加了导热热阻？热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer23/25圆管外敷保温层后热工基础

FundamentalsofThermodynamicsandHeatTransfer24/25如果外径小于临界绝缘直径增加保温层厚度可以使散热量增大如果外径大于临界绝缘直径增加保温