换热器计算的变量分析 换热器调节:使换热器在非设计工况下操作时工艺流体的 出口参数(温度)稳定在工艺要求值附近。 调节的方法:改变非工艺流体的流量来改变换热器的传热性 能,从而把变化了的出口参数调回到设计值。改变非工艺流 体流量,K和tn及传热速率随之变化。 (1)传热为非工艺流体控制调节非工艺流体流量,总传热系 数K和平均温差△tn同时改变,从而改变传热速率Q。 带(2)传热为工艺流体控制改变非工艺流体流量,总传热系数 K几乎不变,只有平均温差△tn变化 (3)传热为工艺流体控制且非工艺流体出口温度十分接近其 进口温度时△tn也不变化,即Q不变化,表现为换热器 无调节余地
换热器计算的变量分析 换热器调节 ：使换热器在非设计工况下操作时工艺流体的 出口参数（温度）稳定在工艺要求值附近。 调节的方法：改变非工艺流体的流量来改变换热器的传热性 能，从而把变化了的出口参数调回到设计值。改变非工艺流 体流量，K 和 tm及传热速率随之变化。 (1) 传热为非工艺流体控制 调节非工艺流体流量，总传热系 数 K 和平均温差 tm同时改变，从而改变传热速率Q。 (2) 传热为工艺流体控制 改变非工艺流体流量，总传热系数 K 几乎不变，只有平均温差 tm变化。 (3) 传热为工艺流体控制且非工艺流体出口温度十分接近其 进口温度时 tm 也不变化，即 Q 不变化，表现为换热器 无调节余地
传热单元数法 问题:在校核型计算中,需要同时确定72和2(在传热速率 方程式的对数项中),若采用传热速率方程和热量平 衡方程联立求解的方法,需要进行试差计算。 解决方法:传热单元数(ENU)法 手段:将两个出口温度用热量衡算式消去一个,避免试差。 传热速率方程 hT-2=KA(-)-(72-)K4 T2-tI W,cpl T1-T2 WiCpI T1-T2 t2-t1 t2-tI 1-T T1-t1)-(t2-t1 变换: TI-t T1-t1 T1-T2 Ti-ti 1(T1-1)-( TI-T T1-T T1-tr TI-t
传热单元数法 问题：在校核型计算中，需要同时确定 T2 和 t 2 (在传热速率 方程式的对数项中)，若采用传热速率方程和热量平 衡方程联立求解的方法，需要进行试差计算。 解决方法：传热单元数（—NTU）法 手段：将两个出口温度用热量衡算式消去一个，避免试差。 1 ( 1 2 2 1 ) ( ) 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 ln 1 p p T t t t KA KA T T t t T T T T T t W C W C − − − − − = = − − − − ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t t t t T T T t T t t t T T T T t t T T T T t t T T T T T T t t − − − − − − − − − − − − = = = − − − − − − − − − − 传热速率方程： 变换：
传热单元数法 R1≈t2-1Wpl 以热流体为基准的温变比 TI-T2 W2Cp2 或比热容量流率 TI-T2 KA NTUI Am W Cpl 热流体的传热单元数 T1-T 以热流体为基准的传热效率 T1-t1 1-exp NTU2 (1-R2) 对冷流体逆流可得: 82 ItI R2-exp NTU2(1-R2) 需同时确定T2和l2:R1和NTU1可计算得出,求出1后由定 义式可求72,再由R1求12 需同时确定流体的流量和它的出口温度(如W和2):需 确定R1,由于R1包含在对数项中,计算仍需试差。可由已 知G1和MU,查图得到R1
传热单元数法 令 ： 2 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 p p m p t t W C R T T W C T T KA NTU t W C T T T t − = = − − = = − = − ( ) 1 1 1 1 1 1 ln 1 1 R NTU R R − = − − ( ) ( ) 1 1 1 1 1 1 1 exp 1 exp 1 NTU R R R NTU − − = − − ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 1 exp 1 exp 1 NTU R R R NTU − − = − − 以热流体为基准的温变比 或比热容量流率 热流体的传热单元数 以热流体为基准的传热效率 需同时确定 T2 和 t 2：R1 和 NTU1 可计算得出，求出 1 后由定 义式可求 T2，再由 R1 求 t 2。 需同时确定流体的流量和它的出口温度（如 W2 和 t 2）：需 确定 R1，由于 R1 包含在对数项中，计算仍需试差。可由已 知 1和 NTU1，查图得到 R1。 对冷流体逆流可得：
传热单元数法 K=常数 K=常数 T 0.8 0.7 000 0.6 0.6 0.5 20H 上35H 55 0.2 □口 0.30.5 1.02.03.05.010.0 0.10.20.30.5 1.02.03.05.010.0 NTU NTU 单程逆流换热器中E和NTU关糸 折流换热器中E和NTU关糸
传热单元数法 单程逆流换热器中ε和NTU 关系 折流换热器中ε和NTU 关系
传热单元数法 传热单元数计算式 热流体 冷流体 逆流 1-expLNTU1 (I-RI) 1-expLNTU2(1-R2) RI-exp NTUI (1-R) 82 R2-expI NTU2(1-R 并流 I-expL-NTU. (1+R) 1-exp -NTU2(1+R2) E1 1+R 1+R2 定义 T1-T 2 T1-t1 t2-t WIC TI-T2 W2C R R T1-T2 W2Cp2 t2-tI WICpI KA NT KA TI-T NTU WIPe W2Cp2△tm
传热单元数法 传热单元数计算式 热流体 冷流体 逆流 并流 定义 ( ) ( ) 1 1 1 1 1 1 1 exp 1 exp 1 NTU R R R NTU − − = − − 1( 1) 1 1 1 exp 1 1 NTU R R − − + = + 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 1 1 1 p p p m T T T t t t W C R T T W C KA T T NTU W C t − = − − = = − − = = ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 1 exp 1 exp 1 NTU R R R NTU − − = − − 2 ( 2) 2 2 1 exp 1 1 NTU R R − − + = + 2 1 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 2 2 p p p m t t T t T T W C R t t W C KA t t NTU W C t − = − − = = − − = =