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1、食品工程原理授课班级：食工08(7)班主 讲：张春芝Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.本章内容：4.1 概述more4.2 热传导 傅立叶定律和热导率；more 通过平壁的稳
2、态热传导；more通过圆筒壁的稳态热传导；more4.3 对流传热 more4.4 辐射传热 more4.5 稳定传热过程计算 more 4.6 换热器 more 习题 /思考题本章重点：1) 平壁和圆筒壁的稳定热传导的计算；2) 运用传热速率方程、热量衡算方程进行冷热流体间壁式换热计算；3) 换热设备工艺计算及工程上强化传热途径。第四章 传热 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for
3、 .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.传热计算主要有两种类型： 设计计算 根据生产要求的热负荷确定换热器的传热面积。 校核计算 计算给定换热器的传热量、流体的温度或流量 。第五节 稳定传热过程计算Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.S
4、lides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.在稳态传热过程中，单位时间内通过换热器传递的热量和传热面积成正比，和冷热流体间的温度差成正比。倘若温 度差沿传热面是变化的，则取换热器两端的温度差平均值。 一、传热速率方程（4-53）（4-53a）上两式称为传热速率方程。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Cli
5、ent Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.对间壁式换热器作能量衡算，在忽略热损失的情况下有上式即为热量衡算焓差法计算式。式中 换热器的热负荷，J/s或wqmh、qmc热、冷流体的质量流量，kg/sH1、 H2热流体的进出口焓值，J/kgh2、 h1冷流体的进出口焓值，J/kg=qmh(H1-H2)=qmc(h2-h1)二、热量衡算E
6、valuation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.若换热器中两流体无相变时，且认为流体的比热不随温度而变或取流体平均温度下的比热容时，则有式中 cp流体的平均比热，J/（kg ）t冷流体的温度
7、， T热流体的温度， =qmhcph(T1-T2)=qmccpc(t2-t1)上式即为热量衡算显热法计算式。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.若换热器中的热流体有相变，如饱和
8、蒸汽冷凝时，则有 当冷凝液的温度低于饱和温度时，则有 式中 rh饱和蒸汽的冷凝潜热，J/kg=qmhrh=qmccpc(t2-t1)注：上式应用条件是冷凝液在饱和温度下离开换热器。=qmhrh+cph(Ts-T2)=qmccpc(t2-t1)式中 Ts冷凝液的饱和温度， 如果换热器有热损失，则换热器的传热速率为 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client
9、Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.对于管式换热器，假定管内作为加热侧（热流体），管外为冷却侧（冷流体），则传热由三步过程构成。由热流体传给管壁由管壁传给冷流体通过管壁的热传导由上三式可得三、传热系数Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET
10、 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.与传热总速率方程式（4-53）比较可得： 对于圆筒壁传热，传热系数将随所取的传热面积的不同而异， 但的乘积不变。 说明：若以管外表面积为基准，取，得 若以管内表面积为基准，取，得若以管壁平均面积为基准，取，得Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.C
11、reated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.在计算总传热系数K时，污垢热阻一般不能忽视，若管壁内、外侧表面上的热阻分别为Rsi及Rso时，则有当传热面为平壁或薄管壁时，di、do、dm近似相等，则有污垢热阻Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profil
12、e 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.当管壁热阻和污垢热阻可忽略时，则可简化为若o i，则有总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制，即当两个 对流传热系数相差很大时，欲提高K值，关键在于提高对流 传热系数较小一侧的。若两侧的相差不大时，则必须同时提高两侧的，才能提 高K值。若污垢热阻为控制因素，则必须设法减慢污垢形成速率或 及时清除污垢。由上可知
13、：Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例 一列管式换热器，由252.5mm的钢管组成。管 内为CO2，流量为6000kg/h，由55冷却到30。管 外为冷却水，流量为2700k
14、g/h，进口温度为20。 CO2与冷却水呈逆流流动。已知水侧的对流传热系数 为3000W/m2K，CO2 侧的对流传热系数为40 W/m2K 。试求总传热系数K，分别用内表面积A1， 外表面积A2表示。 解：查钢的导热系数=45W/mK 取CO2侧污垢热阻Ra1=0.5310-3m2K/W 取水侧污垢热阻Ra2=0.2110-3m2K/WEvaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NE
15、T 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.以内、外表面计时，内、外表面分别用下标1、2表示。 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004
16、-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.两种流体进行热交换时，在沿传热壁面的不同位置上，在任何时间两种流体的温度皆不变化，这种传热称为稳定的恒 温传热。如蒸发器中，饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。T=Th-tc式中 Th热流体的温度； tc冷流体的温度。 按照参与热交换的两种流体在沿着换热器壁面流动时各点温度变化的情况，可将传热分为恒温传热与变温传热两类。 四、传热平均温度差的计算1 恒温传热 Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
