项目二传热45课件

项目二传热

任务3确定载热体用量主讲人：肖玲玲学习目标：一、理解换热器传热速率与热负荷的概念；二、掌握热负荷的计算方法。三、能确定载热体的用量。某厂在生产过程中，需要将硝基苯液体从80℃冷却到40℃，其流量为2000kg/h，冷却水由15℃升到35℃。换热器的热负荷多大？冷却水的流量控制在多少？一、传热速率

当两种流体间需要进行换热而又不允许直接混合时，往往在间壁式换热器中进行换热。间壁式换热器中，热流体通过管壁将热量传给冷流体。

热传递的快慢用传热速率Ｑ来表示。

传热速率：单位时间内通过传热面传递的热量。单位是J/S或W。二、热负荷（1）定义：为了达到一定的换热目的，要求换热器在单位时间内传递的热量称为换热器的热负荷。（2）热负荷与传热速率的区别：

热负荷：生产上要求换热器单位时间传递的热量，是换热器的生产任务。

传热速率：换热器单位时间能够传递的热量，是换热器的生产能力；是换热器自身的性能。

为确保换热器能完成传热任务，换热器的传热速率必须大于等于其热负荷。注意（3）热量衡算与热负荷的确定：

对于间壁式换热器，以单位时间为基准，换热器中热流体放出的热量（或称热流体的传热量）等于冷流体吸收的热量（或称冷流体的传热量）加上散到空气中的热量（热损失）。不计热损失

Qh=Qc即

Qh=Qc+QL①热量衡算②热负荷的确定热损失可忽略时，Qh=Qc，热负荷取Qh或Qc都可。Ｑ——换热器的热负荷，kJ/h或kJ/sqmh、qmc——热冷流体的质量流量，Kg/h或kg/sＣph、Ｃpc——热冷流体的平均比热，KJ/(Kg·℃)Ｔ１、Ｔ２——热冷流体的开始，终了温度，℃t1、t2——热冷流体的开始，终了温度，℃★显热法Ｑh＝qmhＣph（Ｔ１－Ｔ２）1、冷热流体换热过程中无相变时热负荷的计算方法三.热负荷的计算物质升温或降温过程中吸收或放出的热量Ｑc＝qmcＣpc（t２－t1）

★潜热法rc、rh——冷热流体的汽化潜热，kJ/kgQh＝qmh×rhQc＝qmc×rc

qmc、qmh——冷热流体的质量流量，kg/s或kg/h2、冷热流体换热过程中有相变时热负荷的计算方法汽化或冷凝过程中吸收或放出的热量★焓差法Ｑ——换热器的热负荷，KJ/hqmh、qmc——热冷流体的质量流量，Kg/hHh1、Hh2——热流体的进出口的焓，KJ/Kgh1、h2——冷流体的进出口的焓，KJ/KgＱh＝qmh（Ｈh1－Ｈh2）Ｑc＝qmc（h２－h1）3、冷热流体换热过程中有或无相变热负荷的计算方法物质系统能量的一个状态函数，数值上等于系统的内能U加上压强p和体积V的乘积。分析：1、确定冷热流体换热过程中有无发生相变：该换热过程无相变2、选择热负荷计算公式：显热法计算公式/焓差法计算公式3、确定定压比热容/焓值：Cph、Cpc/H、h4、计算出热负荷Q值。5、计算冷却水用量。实例1：某厂在生产过程中，需要将硝基苯液体从80℃冷却到40℃，其流量为2000kg/h，冷却水由15℃升到35℃。换热器的热负荷多大？冷却水的流量控制在多少？硝基苯质量流量qmh=2000kg/h硝基苯进口温度T1=80℃硝基苯出口温度T2=40℃硝基苯进出口平均温度T=（80+40）/2=60℃查物性数据，硝基苯在平均温度为60℃下的定压比热容Ｃph=1.38KJ/(Kg·℃)水进口温度t1=15℃水出口温度t2=35℃水进出口平均温度t=（15+35）/2=25℃查物性数据，硝基苯在平均温度为25℃下的定压比热容Ｃpc=4.18KJ/(Kg·℃)Ｑh＝qmhＣph（Ｔ１－Ｔ２）＝Ｑc＝qmcＣpc（t２－t1）★温差法问题解决：Ｑh＝2000×1.38（80－40）＝110400kJ/h=30.67kJ/sＱh＝Ｑc＝qcＣpc（t２－t1）30.67kJ/s＝Ｑc＝qc×4.18（35－15）qmc=0.37（kg/s）=1332（kg/h）qvc=1.332（m3/h）换热器的热负荷为42.17kJ/s，冷却水的流量控制在1.332m3/h。

实例2：某换热器用120kPa的饱和水蒸气将苯由20℃加热到70℃，蒸汽在管外冷凝为饱和温度下的液体，苯的流量为5m3/h。求热负荷及加热蒸汽的耗用量。根据热量衡算式：Qh=Qc苯进出口平均温度t=20+70/2=45℃，查物性数据手册，苯的定压比热容Cph=1.756kJ/(kg·℃)，ρ=840kg/m3,120kPa水蒸气的汽化焓为2245kJ/kg苯在传热前后温度升高，但无相变，则根据显热法计算公式得：Qc=qcＣpc（t２－t1）=5×840×1.756×（70-20）=368760（kJ/h）Qh=Qc=368760（