第5章传热过程计算与换热器 安 交·51传热过程分析 大 化·52传热过程的基本方程 工·53传热过程的平均温差计算 愿·54传热效率和传热单元数 理 电·55换热器计算的设计型和操作型回题 子·56传热系数变化的传热过程计篁 逯·57换热 件 返回 前页 1 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 1 后页 主题 第5章 传热过程计算与换热器 • 5.1 传热过程分析 • 5.2 传热过程的基本方程 • 5.3 传热过程的平均温差计算 • 5.4 传热效率和传热单元数 • 5.5 换热器计算的设计型和操作型问题 • 5.6 传热系数变化的传热过程计算 • 5.7 换热器
5.1传热过程分析 安 交·如图5-1所示,热流体通过间壁与冷流体进行 太热量交换的传热过程分为三步进行: 化 (1)热流体以对流传热方式将热 量传给固体壁面; 原理 (2)热量以热传导方式由间壁的 热侧面传到冷侧面; 热流体 冷流体 (3)冷流体以对渍传热方式将间 子壁传来的热量帶走。 逯图51中还示出了沿热量传递方向从对流热他号对 件热流体到冷流体的温度分布情况。图51流体通过间壁的热量交换 返回 前页 2 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 2 后页 主题 5.1 传热过程分析 • 如图5-1所示，热流体通过间壁与冷流体进行 热量交换的传热过程分为三步进行： Q Q 热流体 冷流体 th tc twh twc 对流 热传导 对流 图5-1 流体通过间壁的热量交换 （1）热流体以对流传热方式将热 量传给固体壁面； （2）热量以热传导方式由间壁的 热侧面传到冷侧面； （3）冷流体以对流传热方式将间 壁传来的热量带走。 图5-1中还示出了沿热量传递方向从 热流体到冷流体的温度分布情况
5.2传热过程的基本方程 西安交大化工 2.1热量衡算方程 原·5,22传热速率方程 理电子课 52.3总传热系数和壁温的计算 件 返回 前页 3 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 3 后页 主题 5.2 传热过程的基本方程 • 5.2.1 热量衡算方程 • 5.2.2 传热速率方程 • 5.2.3 总传热系数和壁温的计算
5.2.1热量衡算方程 安 交·热量衡算方程反映了冷、热流体在传热过程中温度变化 大的相互关系根据能量守恒原理,在传热过程中,若忽 吸收的热量。 t2,m 图5-2为一稳态逆流操作的 tftt→ 原套管式换热器,热流体走管 t dai ta 狸内,冷流体走环隙。 对于整个换热器,其热量 热流体 的衡算式为 f =m, (Hm-Hn2)=m(ho2-Hou 冷体 图5-2套管换热器中的传热过程 件 式中Q为整个换热器的传热速率,或称为换热器的热负荷,W;H表示单 位质量流体焓值,kJ/kg;下标1和2分别表示流体的进口和出口 返回 前页 4 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 4 后页 主题 5.2.1 热量衡算方程 • 热量衡算方程反映了冷、热流体在传热过程中温度变化 的相互关系。根据能量守恒原理，在传热过程中，若忽 略热损失，单位时间内热流体放出的热量等于冷流体所 吸收的热量。 对于整个换热器，其热量 的衡算式为 图5-2为一稳态逆流操作的 套管式换热器，热流体走管 内，冷流体走环隙。 ( ) ( ) Q = mh Hh1 − Hh2 = mc Hc2 − Hc1 式中 Q为整个换热器的传热速率，或称为换热器的热负荷，W；H表示单 位质量流体焓值，kJ/kg；下标1和2分别表示流体的进口和出口。 图5-2 套管换热器中的传热过程
5.2.1热量衡算方程 安 交·对于换热器的一个微元段,传热面积为dA,冷热流体 大之间的热量传递满足 化 d@= mydHn=medHo 式中m为冷热流体质量流率,kg/s;dH表示单位质量流体焓值增 原量,kJ/kg;dQ为擞元传热面积dA上的传热速率,W。下标h和c分 狸别表示热流体和冷流体。 电如果在换热器中存在热损失,则在换热器中的传热速率为 子 2=m, (Hn=Hn2)-Ch=m(hc2=Hci+e 式中Q为热流体对环境的散热量,W;Qc为冷流体对环境的散 件 热量,W 返回 前页 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 5 后页 主题 5.2.1 热量衡算方程 • 对于换热器的一个微元段，传热面积为dA，冷热流体 之间的热量传递满足 dQ = mh dHh = mc dHc 式中 m为冷热流体质量流率，kg/s；dH表示单位质量流体焓值增 量，kJ/kg；dQ为微元传热面积dA上的传热速率，W。下标h和c分 别表示热流体和冷流体。 如果在换热器中存在热损失，则在换热器中的传热速率为 Q mh Hh Hh Qh mc Hc Hc Qc = ( − ) − = ( − ) + 1 2 2 1 式中Q‘h为热流体对环境的散热量，W；Q’C为冷流体对环境的散 热量，W