西北大学化工原理课件 第六节传热过程的计算 前面给大家分别介绍了三种传热的基本方式（热传导、 对流给热、热辐射)所遵循的规律，热传导用傅立叶定律来 描述，对流给热遵循牛顿冷却定律，热辐射用波尔兹曼定律 和克希荷夫定律。 而工业上的传热过程，大都是由固体内部的导热及各种 流体与固体表面间的给热组合的，如壁面温度太高的话，热 辐射也不能忽略。这一节就是在前几节课的基础上对这种组 合的传热过程进行计算
西北大学化工原理课件 第六节 传热过程的计算 前面给大家分别介绍了三种传热的基本方式（热传导、 对流给热、热辐射）所遵循的规律，热传导用傅立叶定律来 描述，对流给热遵循牛顿冷却定律，热辐射用波尔兹曼定律 和克希荷夫定律。 而工业上的传热过程，大都是由固体内部的导热及各种 流体与固体表面间的给热组合的，如壁面温度太高的话，热 辐射也不能忽略。这一节就是在前几节课的基础上对这种组 合的传热过程进行计算
西北大学化工原理课件 一、传热过程的数学描述 工业生产中冷热流体的接触方式有三种：直接、间接和 蓄热式，而间壁接触最多。同时，在连续化的工业生产中， 换热器内进行的大都是定态传热过程。由于过程的定态条件 就使传热过程的计算大为简化。 我们以间壁式传热为例。若此传热过程为定态过程，即 无热量损失和热量积累。 T T热 冷t 9= δ 元 4 02 =a1(T-T) q=a2(1-1)
西北大学化工原理课件 工业生产中冷热流体的接触方式有三种：直接、间接和 蓄热式，而间壁接触最多。同时，在连续化的工业生产中， 换热器内进行的大都是定态传热过程。由于过程的定态条件 就使传热过程的计算大为简化。 T热 冷t Tw α1 wt α 2 ( ) ( ) 1 2 w w w w T t q q TT q tt δ λ α α − = = − = − 一、传热过程的数学描述 我们以间壁式传热为例。若此传热过程为定态过程，即 无热量损失和热量积累
西北大学化工原理课件 三步传热用热流密度表示时，T和t。很难得到。在传热 计算中希望用T1、T2、t、t2来代替T,和t。,即用流体温度来 进行计算。 若冷或热流体进出口温度已知，热负荷为： Q=WCp△t或Q=WCp△T 令：Q=KA△tm 这里K一f(传导，对流) 这就是传热计算的指导思想，以下的工作就是要解决 K和△tnm
西北大学化工原理课件 若冷或热流体进出口温度已知，热负荷为： 这里 — （传导，对流） 令： 或 K f Q KA t Q WCp t Q WCp T = Δ m = Δ = Δ 这就是传热计算的指导思想，以下的工作就是要解决 三步传热用热流密度表示时， 很难得到。在传热 计算中希望用T1、T2 、t1、t2来代替 ，即用流体温度来 进行计算。 Tw w 和t Tw w 和t ! m K和Δt
西北大学化工原理课件 1、热量衡算的微分表达式 N21 右图为一定态逆流操 t+dt 作的套管换热器，以微元 T+dT 体内内管空间为控制体作 T2,H2 热量衡算，并假定： t2,h2 dA (I)、WW、Cp、C2为定值： (2)、热流体无相变： (3)、换热器无热损； (4)、只计径向温度梯度，控制体两端面的热传导可以忽略。 于是可得到： -W Cp dT do=qdA=W2Cp2dt
西北大学化工原理课件 1、热量衡算的微分表达式 右图为一定态逆流操 作的套管换热器，以微元 体内内管空间为控制体作 热量衡算，并假定： 12 1 2 1 2 3 4 （）、 、 、 、 为定值； WWC C p p （ ）、热流体无相变； （ ）、换热器无热损； （ ）、只计径向温度梯度，控制体两端面的热传导可以忽略。 于是可得到： W C dT dQ qdA W C dt p p 2 2 1 − 1 = = = t2,h2 W1,T1 H1,cp1 T2,H2 W2, t1 h1, cp2 T+dT T t+dt t dA
西北大学化工原理课件 2、传热速率方程式 以套管换热器为例，在定态条件下，忽略管壁内外表面积的 差异，则各步的q应相等。 d T-Tw Tw-lw= tw -t 9= δ 1 T 01 T 01 几 1 T-Tw=q· 0 δ Tw -tw =g. 三式相 T 1 tw-t=g
西北大学化工原理课件 2、传热速率方程式 以套管换热器为例，在定态条件下，忽略管壁内外表面积的 差异，则各步的q应相等。 T t w w T t 1 2 α α dl 1 2 1 1 λ α δ α T T T t t t q w w w w − = − = − = 2 1 1 1 α λ δ α − = ⋅ − = ⋅ − = ⋅ t t q T t q T T q w w w w 三式相加 ⎟⎟⎠⎞ ⎜⎜⎝⎛ − = + + 1 2 1 1 λ α δ α T t q