《化工原理》课程教学资源（讲稿）第四章 传热_4.4 传热过程计算

4. 4传热过程的计算能量衡算4.4.14.4.2总传热速率微分方程和总传热系数4.4.3传热平均温度差和传热速率方程4.4.4总传热速率方程的应用4.4.5传热单元数法

1 4.4 传热过程的计算 4.4.1 能量衡算 4.4.2 总传热速率微分方程和总传热系数 4.4.3 传热平均温度差和传热速率方程 4.4.4 总传热速率方程的应用 4.4.5 传热单元数法

4.4.1热量衡算和传热速率方程间的关系热流体 Wh,T, Cph,Hh1冷流体W。，t1, Cpc, Hc1广H青c2Hh22=QQ忽略热损失：吸放

2 忽略热损失： Q吸  Q放 热流体 Wh,T1,cph,Hh1 t2 Hc2 T2 Hh2 冷流体Wc, t1,cpc,Hc1 4.4.1 热量衡算和传热速率方程间的关系

无相变时热量平衡: Q = W,cpr(T -T,)=W.cpe(tz -t))Q = W,(Hh - Hh2)=W.(Hc2 - Hc1)式中 Q——流体放出或吸收的热量，J/s;WnW。—热冷流体的质量流量，kg/s;一—热冷流体的比热， J/ (s．℃)CphCpcHe1, Hc2一一冷流体的进出口恰，J/kg;Hh1,Hh2 ——热流体的进出口恰，J/kg

3 无相变时 热量平衡： 式中 Q ──流体放出或吸收的热量，J/s； Wh,Wc──热冷流体的质量流量，kg/s； cph,cpc ──热冷流体的比热， J/(s. ℃) Hc1,Hc2 ──冷流体的进出口焓，J/kg； Hh1,Hh2 ──热流体的进出口焓， J/kg         1 2 2 1 1 2 2 1 h h h c c c h p h c p c Q W H H W H H Q W c T T W c t t        

有相变时热量平衡:Q =Whr =W.cpe(t2 -t)Q =W,[r+c,(T, -T,)=W.cpe(t, -t)式中r-热流体的汽化潜热，kJ/kg；Ts #热流体的饱和温度，℃传热计算的出发点和核心：Q = KStm = WhCph(T - T) = WeCpe (t2 - t)

4 有相变时        2 2 1 2 1 Q W r c T T W c t t Q W r W c t t h p h s c p c h c p c      热量平衡：    式中 r ──热流体的汽化潜热，kJ/kg； TS ──热流体的饱和温度，℃。 ( ) ( ) 1 2 2 1 Q KS t W c T T W c t t   m  h p h   c p c  传热计算的出发点和核心：

4. 4. 2总传热速率微分方程和总传热系数一、总传热速率微分方程WK：局部总传热系数W/（m2.℃C）T：换热器上任一截面上热流体W的平均温度，℃rtdst：换热器上任一截面上冷流体的平均温度，℃仿照对流传热速率方程dQ = K(T-t)dS = K△tdS

5 一、总传热速率微分方程 Wh， T1 t2 dS Wc， t1 T2 4.4.2 总传热速率微分方程和总传热系数 d Q  K(T  t)d S  KtdS 仿照对流传热速率方程 K：局部总传热系数W/(m2·℃) T：换热器上任一截面上热流体 的平均温度，℃ t：换热器上任一截面上冷流体 的平均温度，℃