幻灯片2目录 第五章传热过程计算与换热器 习题课 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 1/14
浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 1/14 第五章 传热过程计算与换热器 幻灯片2目录 习题课
∫设计型 习题课操 作型 LMTD法: Q=K△tA 对数平均温差法 h ph (T-T2)(2) Q=mcm(2-t)(3) b +Ra,+ KA a1A1 +Ra,+ 242 E-NTU 法 KA NTU nnc h KA NTU n. h mn cph NTU= +CR(逆流时) 1-ex(+CNTU]并流时 E 1+C 浙江大学本科生课程 其余情况:NTU=/(CR,e) 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 2/14
浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 2/14 Q = Kt m A (1) ( ) T1 T2 Q m c = h p h − (2) ( ) 2 1 Q m c t t = c p c − (3) 2 2 1 2 1 1 1 1 1 A Ra A b Ra KA A m = + + + + (4) -NTU 法 操作型 设计型 习题课 t1 T1 T2 t2 LMTD法： 对数平均温差法 ( ) + − − − = R R R C C C NTU 1 1 ln 1 1 1 ( , ) CR 其余情况：NTU = f （逆流时） ( ) R R C C NTU + − − + = 1 1 exp 1 （并流时） c pc h ph Rh m c m c C = h ph c pc Rc m c m c C = 1 1 2 1 T t t t c − − = 1 1 1 2 T t T T h − − = h ph h m c KA NTU = c pc c m c KA NTU =
习题课—一设计型问题举例 例在套管式油冷却器里,热油在d25×25mm的金属管内流动, 冷却水在套管环隙内流动,油和水的质量流量皆为216kg/h,油 的进、出口温度分别为150℃和80℃,水的进口温度为20℃。 油侧对流传热系数为15kW/m2·K,水侧的对流传热系数为 35kW/m2K,油的比热为20kJ/kg.K,试分别计算逆流和 并流操作所需要的管长。忽略污垢热阻及管壁导热热阻。 水t2∞2=3.5kWm2K =4.187 kJ/kgK 216kg/h 油216kg/h T2=80℃ T1=150℃ Cn=2.0 kJ/kgK t1=20C 1.5 kW/mK 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 3/14
浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 3/14 例1 在套管式油冷却器里，热油在252.5mm 的金属管内流动， 冷却水在套管环隙内流动，油和水的质量流量皆为 216kg/h，油 的进、出口温度分别为 150℃和 80℃，水的进口温度为 20℃。 油侧对流传热系数为 1.5kW m K 2 ，水侧的对流传热系数为 3.5kW m K 2 ，油的比热为 2.0kJ kg K ，试分别计算逆流和 并流操作所需要的管长。忽略污垢热阻及管壁导热热阻。 习题课------设计型问题举例 水 t2 2 =3.5kW/m2 K cp =4.187 kJ/kgK 216kg/h 油 216kg/h T2 =80℃ T1 =150℃ cp =2.0 kJ/kgK， t 1 =20℃ 1 =1.5 kW/m2 K
水 a2=3.5kW/mK 解一:LMTD法 =4. 187 kJ/kgK 216kg/h 逆 流时: 油216kg/h ,T2=80℃ T1=150℃ 2=m,cPhT-T2 p2.0 k/kgK t1=20℃ x=1.5 kW/mK 216 ×2.0×(50-80)=8.4J 3600 外 0.025 +2→K=0.894k形/m2K ,C1 2 1.5×0.023.5 (以外表面为基准) 20(150-80)=4187(2-20) →>t2=53.4°C Δt,-Mt1(T Δtm,逆 r2-t1)=769C n Q= KdHL△t, m逆 少燃=156m 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 4/14
浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 4/14 2.0(150 80) 4.187( 20) − = t 2 − t 2 = 53.4C ( ) ( ) C T t T t T t T t t t t t t m = − − − − − = − = 76.9 ln ln 2 1 1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 ， 逆 ( ) ( ) kJ s Q mh c ph T T 2.0 150 80 8.4 3600 216 1 2 = − = = − 解一： LMTD 法 3.5 1 1.5 0.02 1 1 1 0.025 1 2 1 2 + = + = + = 内 外 内 外 d d A A K K = kW m K 2 0.894 外 逆 m 逆 Q = Kd L t L逆 = 1.56m 逆流时： (以外表面为基准) 水 t2 2 =3.5kW/m2 K cp =4.187 kJ/kgK 216kg/h 油 216kg/h T2 =80℃ T1 =150℃ cp =2.0 kJ/kgK， t 1 =20℃ 1 =1.5 kW/m2 K
水t1=20℃a2=3.5kWm2K 解一:LMTD法 =4.187 kJ/kgK 216kg/h 油216kg/h T2=80℃ 并流时: T1=150℃ Q、t2、K与逆流时相同 p2.0 k/kgK x=1.5 kW/mK 2=8.4W/s t,=53.4°C K=0.89kW/m2K(以外表面为基准) Mt,-△t 并 =65.1°C MAQ T-t, L Km外 =1.83m 并 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 5/14
浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 5/14 t 2 = 53.4C ( ) ( ) C T t T t T t T t t t t t t m = − − − − − = − = 65.1 ln ln 2 2 1 1 1 1 2 2 1 2 2 1 ， 并 m K d t Q L m = 1.83 = 外 并 并 并流时： Q、t2、K与逆流时相同 Q = 8.4kJ s K = kW m K 2 0.894 解一： LMTD 法 (以外表面为基准) 水 t1 =20℃ 2 =3.5kW/m2 K cp =4.187 kJ/kgK 216kg/h 油 216kg/h T2 =80℃ T1 =150℃ cp =2.0 kJ/kgK， t 2 1 =1.5 kW/m2 K