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1、某套管换热器由某套管换热器由1084mm和和552.5mm 钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直 径为（ ）钢管组成，流体在环隙间流动，其当量直 径为（ ）mm。 A、53； B、45； C、50； D、58； 答案：答案：BmmdD)ndD()ndD( di ioie455510044o 022 =+ =+ =T Tw tw t T1T2t1t22.6 传热过程计算传热过程计算三个串联传热环节：三个串联传热环节： 热流体侧的对流传热 间壁的导热 冷流体侧的对流传热热流体侧的对流传热 间壁的导热 冷流体侧的对流传热忽略内外表面变化321mmmqqq= = =)TT(qWm = =11 3322
2、11AqAqAqQmmm= = = =传热系数传热系数K定态 )tT(qWW m=2)tt (qwm = =23 )()()(tttTTTqwWW W= =21 Rtq=)(/1/121tTKtttTTT RtqwWWW=+=+= qqqqmmm= = = =3212111/tttTTT RtqwwWW = = = = = = = =传热系数传热系数K考虑内外表面的影响内外表面不相等2211AqAqAqQmm= = = =)()()(2211ttAtTATTAwwWmW=Am为对数平均值为对数平均值管内外径分别为d1、d222111)()( 1)(AttAtTATTQwmwWW =ldttld
3、tTldTTQwmwWW22111)()( 1)( =ldldldtTQm221111)( += +=dm为对数平均值为对数平均值)tT(KAQ = = 以内表面为基准（d1）212111111dd ddKm += +=)(11tTAKQ=ldldldtTQm221111)( += +=)(1)(11221111tTAKdd ddldtTQm= += += ldA11 = =)()(1111tTldKtTAKQ=以外表面为基准（d2）)(22tTAKQ = =221212111 += +=mdd ddK)()(2222tTldKtTAKQ = = = = K与A(d)一一对应若无特别说明， 一
4、般以若无特别说明， 一般以K2为基准 （工程上习惯）为基准 （工程上习惯）ldA22=21111 += +=K 若忽略内外表面 若忽略内外表面)(tTKAQ=K增大，有利于传热总传热系数K的经验值范围（列管）总传热系数K的经验值范围（列管）流体种类流体种类总传热系数总传热系数K K W/(mW/(m2 2K)K)水气体水气体12126060水水水水80080018001800水煤油水煤油350左右350左右水有机溶剂水有机溶剂280280850850气体气体气体气体12123535饱和水蒸气水饱和水蒸气水1400140047004700饱和水蒸气气体饱和水蒸气气体3030300300饱和水蒸气
5、油饱和水蒸气油6060350350饱和水蒸气沸腾油饱和水蒸气沸腾油290290870870考虑污垢热阻221 1111 +=+=RRK考虑污垢的影响（忽略内外表面）（忽略内外表面）污垢热阻污垢热阻的大致数值污垢热阻的大致数值流流流流 体体体体 种种种种 类类类类污垢热阻污垢热阻污垢热阻污垢热阻 mm2 2 /W/W流体种类流体种类流体种类流体种类污垢热阻污垢热阻污垢热阻污垢热阻 mm2 2 /W/W水水水水(u 21 1 K2 K21 K取决于传热系数小的一方。强化 传热途径从传热系数小的入手。讨 论讨 论对在蒸汽对在蒸汽-空气间壁换热过程中，为强化传 下列方案中（ ）在工程上是可行的：空气间
6、壁换热过程中，为强化传 下列方案中（ ）在工程上是可行的： A、提高空气流速；、提高空气流速； B、提高蒸汽流速；、提高蒸汽流速； C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度； D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面 积并及时导走冷凝液；、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面 积并及时导走冷凝液；答案：答案：A。K 空气空气值工程概念值工程概念：气气几十至几百有相变几千至几万当管外用饱和蒸汽加热管内气体时，K=?几十至几百有相变几千至几万当管外用饱和蒸汽加热管内气体时，K=?蒸汽蒸汽空气空气 K K 空气空气无相变无相变液液几百至几千W/m几百至几千W/m2 2K K热空气
7、在冷却管外流过， 冷却水在管内流过， 冷却管外径壁厚求：热空气在冷却管外流过， 冷却水在管内流过， 冷却管外径壁厚求：K 增加一倍，增加一倍，K=？ 增加一倍，？ 增加一倍，K=？ 冷水流量增加一倍，？ 冷水流量增加一倍，K=？Kmw2 290/= = Kmw2 11000/= = mmd162= =mm51.= = mKW /40= = 2 1 、mmdmmd132161612= = = = = ,221212111 += +=mdd ddKmmdddddm51421212 12.)(=+=)()( ,12211tTtTk )()( ,12211tTtTk = = = =T1T2t2t12)
8、(tT 1)(tT 讨 论1、逆流求 解：、逆流求 解：CtCT = = = =306021,11122= =PmPm CqCqmt 2121 tttttm =/ln=？分析分析mt CtTtT = = = = 301221)()(=oTt2、如图逆流操作 问、如图逆流操作 问=？CtCT = = = =606021,mt 0=mtoTt若一端温差为零 则对数平均值为零3、冷热流体流向的判断、冷热流体流向的判断ooTTttoTt逆流并流一侧流体有相变例：例：T1=80T2=50t1=10t2=30 分别求逆流和并流时的对数平均推动力 分别求逆流和并流时的对数平均推动力Ctttttm=8 .44
9、10803080ln10-50-30-80ln2121）（）（）（）（逆逆Ctttttm=9 .3930501080ln30-50-10-80ln2121）（）（）（）（并并例某套管换热器用水冷却油，水流量例某套管换热器用水冷却油，水流量qm2=4000 kg/h，进口温度，进口温度t1=25，出口温度，出口温度t2=40，油 进口温度，油 进口温度T1=110，出口温度，出口温度T2=75，逆流操 作，传热面积，逆流操 作，传热面积A=5m2。 求：传热系数。 求：传热系数K解：解：t1=T1-t2=110-40=70 t2=T2-t1=75-25=50)(1222ttCqQpm = = k
10、gJCp/41802= =sJQ/107 .69)2540(4180360040003=4 .595070ln5070= = =mtKmWtAQKm23 /2354 .595 107 .69= =例： 在套管式油冷却器里， 热油在例： 在套管式油冷却器里， 热油在25 2.5mm 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，油的进、出口温度分别为 150和和 80，水的进 口温度为，水的进 口温度为 20。 油侧对流传热系数为。 油侧对流传热系数为 1.5KmkW 2， 水
11、侧的 对 流 传 热 系 数 为， 水侧的 对 流 传 热 系 数 为3.5KmkW 2， 油 的 比 热 为， 油 的 比 热 为2.0KkgkJ ，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。，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=3.5kW/m2K cp=4.187 kJ/kgK 216kg/h 油 216kg/h T2=80T1=150 cp=2.0 kJ/kgK， t1=20 1=1.5 kW/m2K 并流和逆流计算举例并流和逆流计算举例( () )( () )20187. 4801500 . 22 = = tCt
12、 = =4 .532( () ) ( () )CtTtTtTtTtttttm=9 .76 lnln122112211212 ，逆，逆()()skJTTcqQpm4 . 8801500 . 236002162111=5 . 3 1 02. 05 . 1025. 01121+=+=+=+=内外内外 dd KKmkWK=2894. 0逆逆外逆逆外mtLdKQ = = mL56. 1= =逆逆逆流时：逆流时：(以外表面为基准以外表面为基准)水 t2 2=3.5kW/m2K cp=4.187 kJ/kgK 216kg/h 油 216kg/h T2=80T1=150 cp=2.0 kJ/kgK， t1=2
13、0 1=1.5 kW/m2K ()()( () )12222111ttcqTTcqpmpm = = Ct = =4 .532( () ) ( () )CtTtTtTtTtttttm= = =1 .65 lnln221122111212 ，并，并mtdKQLm83. 1=并外并 并外并 并流时：并流时： Q、tQ、t2 2、K与逆流时相同、K与逆流时相同skJQ4 . 8= =KmkWK=2894. 0(以外表面为基准以外表面为基准)水 t1=20 2=3.5kW/m2K cp=4.187 kJ/kgK 216kg/h 油 216kg/h T2=80T1=150 cp=2.0 kJ/kgK， t2 1=1.5 kW/m2K 2.6.2 换热器的传热面积计算以冷却为例：换热器的传热面积计算以冷却为例：热量衡算：热量衡算：( () )( () )QttcqTTcqpmpm= = = = 21222111传热速率：传热速率：()()mpmtKATTcqQ = = = =2111变量：变量：),(8,12212211除外个共有ppmmccAKttqTTq3、
