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1、换热器换热器第二章第二章 换热器的传热及阻力计算换热器的传热及阻力计算 2.1 换热器传热计算中的基本参数和方程换热器传热计算中的基本参数和方程 2.2 换热器的传热热阻及翅片效率换热器的传热热阻及翅片效率 2.3 换热器传热计算的基本方法换热器传热计算的基本方法传热计算的基本参数和方程传热计算的基本参数和方程热流体热流体1放热热流量放热热流量冷流体冷流体2吸热热流量吸热热流量换热器的传热热流量换热器的传热热流量间壁式换热器间壁式换热器的基本参数的基本参数热容量热容量流体的质量流量流体的质量流量 与其比热容与其比热容 的乘积的乘积对应单位温度变化产生的流动流体的能量储存对应单位温度变化产生的流
2、动流体的能量储存速率，单位为速率，单位为W/K较小者为较小者为较大者为较大者为平均温差定义平均温差定义微元传热面的传热热流量微元传热面的传热热流量平均温差的定义式平均温差的定义式换热器的传热热阻换热器的传热热阻间壁传热过程简图换热器的传热热阻换热器的传热热阻通路中忽略污垢热阻后通路中忽略污垢热阻后间壁的导热热阻间壁的导热热阻流体与洁净光壁的对流换热热阻流体与洁净光壁的对流换热热阻流体与结垢表面的热阻流体与结垢表面的热阻污垢系数（污垢热阻）：污垢系数（污垢热阻）：壁面上附有污垢后的导热热阻污垢的形成及性质与流体的性质、壁污垢的形成及性质与流体的性质、壁面的材料和形状、流体的速度及运行面的材料和形
3、状、流体的速度及运行的时间有关，准确选值比较困难。的时间有关，准确选值比较困难。考虑污垢热阻后的典型间壁传热热考虑污垢热阻后的典型间壁传热热阻阻平壁平壁圆管壁圆管壁翅片效率翅片效率翅片效率用来表征因翅片内部存在导热热阻，沿翅片效率用来表征因翅片内部存在导热热阻，沿翅片高度上的温度梯度降低了翅片表面的传热效翅片高度上的温度梯度降低了翅片表面的传热效率，相对于翅根（或基壁），翅片传热效率的降率，相对于翅根（或基壁），翅片传热效率的降低。低。几种常用扩展表面的翅片效率几种常用扩展表面的翅片效率对流表面传热系数越大，翅片高度越大，翅对流表面传热系数越大，翅片高度越大，翅片效率会越高吗？片效率会越高吗？
4、为什么说有翅片一侧的热阻包含了流体对翅为什么说有翅片一侧的热阻包含了流体对翅片表面的对流换热热阻及翅片的导热热阻？片表面的对流换热热阻及翅片的导热热阻？常用的翅片形状常用的翅片形状流体与洁净带翅片壁面间的对流换流体与洁净带翅片壁面间的对流换热热阻热热阻流体通过带翅片的壁面换热流体通过带翅片的壁面换热流体与洁净带翅片壁面间的对流换流体与洁净带翅片壁面间的对流换热热阻热热阻表面效率：有效传热面积与总传热面积之比表面效率：有效传热面积与总传热面积之比考虑污垢热阻后典型带翅片间壁的考虑污垢热阻后典型带翅片间壁的传热热阻传热热阻平壁平壁圆管壁圆管壁平壁两侧平壁两侧带翅片带翅片圆筒壁外圆筒壁外侧带翅片侧带
5、翅片换热器传热计算方法换热器传热计算方法u平均温差法平均温差法由于在换热器中沿任一流体流动长度上的热、冷由于在换热器中沿任一流体流动长度上的热、冷两流体之间的温差是变化的，需合理计算壁面两流体之间的温差是变化的，需合理计算壁面两侧流体间温差对面积的平均值两侧流体间温差对面积的平均值u效率（效能）效率（效能）-传热单元数（传热单元数（ ）法）法换热器的实际传热热流量换热器的实际传热热流量 与理论上最大可能的与理论上最大可能的传热热流量之比传热热流量之比平均温差法平均温差法顺流中的温度分布顺流顺流平均温差法平均温差法逆流中的温度分布逆流逆流平均温差法平均温差法其他流动形式其他流动形式温度修正系数温
6、度修正系数 在相同的进口、出口温度条件下，逆流的平均温差在相同的进口、出口温度条件下，逆流的平均温差 最大。最大。平均温差法平均温差法一种流体混合和另一种流体非混合的一种流体混合和另一种流体非混合的单流程叉流式换热器的修正系数曲线单流程叉流式换热器的修正系数曲线平均温差法平均温差法两种流体均非混合的单流程叉流式换热器的修正系数曲线两种流体均非混合的单流程叉流式换热器的修正系数曲线效率效率-传热单元数法传热单元数法换热器效率换热器效率逆流式换热器中的最大温差逆流式换热器中的最大温差只能在传热面积无限大的逆流式只能在传热面积无限大的逆流式换热器内实现。换热器内实现。效率效率-传热单元数法传热单元数
7、法传热单元数传热单元数当换热器的平均温差为当换热器的平均温差为1时所传递的热量时所传递的热量效率效率-传热单元数法传热单元数法热容比热容比效率效率-传热单元数法传热单元数法效率效率-传热单元数关系式传热单元数关系式逆流流动逆流流动逆流式换热器的效率曲线逆流式换热器的效率曲线效率效率-传热单元数法传热单元数法顺流流动顺流流动顺流式换热器的效率曲线换热过程中有一种流体温度不变时，换热过程中有一种流体温度不变时，其效率值与流体流动方向无关。其效率值与流体流动方向无关。顺流式换热器的效率曲线顺流式换热器的效率曲线效率效率-传热单元数法传热单元数法一种流体混合和另一种流体非混合的单流程叉流流动一种流体混
8、合和另一种流体非混合的单流程叉流流动效率效率-传热单元数法传热单元数法两种流体各自均非混合的单流程叉流流动两种流体各自均非混合的单流程叉流流动德雷克（德雷克（Drake）近似关系式近似关系式效率效率-传热单元数法传热单元数法逆流型多流程叉流换热器效率逆流型多流程叉流换热器效率逆流型三流程叉流换热器流程示意图逆流型三流程叉流换热器流程示意图效率效率-传热单元数法传热单元数法逆流型多流程叉流换热器效率逆流型多流程叉流换热器效率 假定流体在流程之间相互充分混合，总效率与单假定流体在流程之间相互充分混合，总效率与单流程效率间的关系为流程效率间的关系为效率效率-传热单元数法传热单元数法逆流型多流程叉流换
9、热器效率逆流型多流程叉流换热器效率各类换热器的效率关系式见表各类换热器的效率关系式见表2-4换热器传热计算的步骤换热器传热计算的步骤l设计计算设计计算 根据给定的工作条件及换热量，确定所需的换热根据给定的工作条件及换热量，确定所需的换热面积，进而确定换热器的具体尺寸。通常已知面积，进而确定换热器的具体尺寸。通常已知 和和 四个温度中的三个。四个温度中的三个。l校核计算校核计算 对已有换热器的换热能力进行校核或变工况计算。对已有换热器的换热能力进行校核或变工况计算。根据给定的换热器结构参数和两侧流体的工作条件根据给定的换热器结构参数和两侧流体的工作条件 及及 及及 ，求传热热流量，求传热热流量 和两流体的出和两流体的出口温度口温度 和和 。换热器传热计算的步骤换热器传热计算的步骤进行换热器传热设计计算的步骤进行换热器传热设计计算的步骤换热器传热计算的步骤换热器传热计算的步骤进行换热器传热校核计算的步骤进行换热器传热校核计算的步骤The end38 以上有不当之处，请大家给与批评指以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢谢大家！正，谢谢大家！
