加大平均温差 在冷热流体进出口温度相同时,逆流的平均温差△t最大,顺流时 △t最小,因此为增加传热量应尽可能采用逆流或接近于逆流的布置。 增加换热器传热温差△t需考虑到实际工艺或设备条件上是否允许; 同时,传热温差的增大将使整个热力系统的不可逆性增加,降低了热 力系统的可用性。所以,不能一味追求传热温差的增加,而应兼顾整 个热力系统的能量合理使用。 =- △=- (a)顺流 △=-5 15 △”=-5 (b)逆流 dA 套管式换热器示意图
在冷热流体进出口温度相同时,逆流的平均温差Δt最大,顺流时 Δt最小,因此为增加传热量应尽可能采用逆流或接近于逆流的布置。 增加换热器传热温差Δt需考虑到实际工艺或设备条件上是否允许; 同时,传热温差的增大将使整个热力系统的不可逆性增加,降低了热 力系统的可用性。所以,不能一味追求传热温差的增加,而应兼顾整 个热力系统的能量合理使用。 加大平均温差
增大换热面积 增大换热面积是增加传热效果使用最多、最简单的一种方法。但 不是简单的通过单一地扩大设备体积来增加传热面积或增加设备台数 来增强传热量,而是通过合理地提高设备单位体积的传热面积来达到 增强传热效果的目的,如采用肋片管、波纹管、板翅传热面等结构, 明显提高单位体积的传热面积,充分达到换热设备高效、紧凑的目的。 2进 肋片管式换热器 板翅式换热器 螺旋板式换热器
增大换热面积 增大换热面积是增加传热效果使用最多、最简单的一种方法。但 不是简单的通过单一地扩大设备体积来增加传热面积或增加设备台数 来增强传热量,而是通过合理地提高设备单位体积的传热面积来达到 增强传热效果的目的,如采用肋片管、波纹管、板翅传热面等结构, 明显提高单位体积的传热面积,充分达到换热设备高效、紧凑的目的。 肋片管式换热器 板翅式换热器 螺旋板式换热器
提高传热系数 提高传热系数k是强化传热的最重要的途径,且 在换热面积和平均温差给定时,是增加换热量的唯一 途径。换热器传热系数k的大小实际上是由传热过程 总热阻的大小来决定,总热阻是各项分热阻的叠加, 所以要改变传热系数就必须分析传热过程的每一项分 热阻。如何控制换热器传热过程的每一项分热阻是决 定换热器传热系数的关键。 冷流体与管壁之间的对流换热系数[WW(2·℃)] 1 K 1 An 热流体与管壁之间的对流换热系数[WW(m2·℃)] 1 几 δ 管子的壁厚(m) 几 导热系数[WW(m·℃)]
提高传热系数 c h K 1 1 1 c h 冷流体与管壁之间的对流换热系数 [ W/(m2 · ℃) ] 热流体与管壁之间的对流换热系数 [ W/(m2 · ℃) ] 管子的壁厚 (m) 导热系数 [ W/(m · ℃) ] 提高传热系数k是强化传热的最重要的途径,且 在换热面积和平均温差给定时,是增加换热量的唯一 途径。换热器传热系数k的大小实际上是由传热过程 总热阻的大小来决定,总热阻是各项分热阻的叠加, 所以要改变传热系数就必须分析传热过程的每一项分 热阻。如何控制换热器传热过程的每一项分热阻是决 定换热器传热系数的关键
导热及其强化 傅里叶定律:Q=一入·A dt dx 导热长度:I(m) 温度T1 温度T2 热传导 导热面积:A(m2) 传导热量:Q(W) 一维热传导模型
一维热传导模型 导热及其强化 dx dt 傅里叶定律: Q A
强化导热方法 名义接触面积 A Q=-·A 提高导热系数 dx 减少接触热阻 两物体接触面上的接触点 >使用导热系数较高的材料作为导热介质。如纯银、纯铜、纯铝等; >提高接触表面光洁度或增加物体间的接触压力,以增加接触面积; > 在接触面之间充填导热系数较高的气体(如氦气); >在接触表面上用电化学方法添加软金属涂层或加软金属垫片
强导化热导及其热强方化法 Ø 使用导热系数较高的材料作为导热介质。如纯银、纯铜、纯铝等; Ø 提高接触表面光洁度或增加物体间的接触压力,以增加接触面积; Ø 在接触面之间充填导热系数较高的气体(如氦气); Ø 在接触表面上用电化学方法添加软金属涂层或加软金属垫片。 dx dt Q A 提高导热系数 减少接触热阻