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1、传热过程计算包括两大类:设计计算和操作型计算。对于设计型计算,主要计算所需的换热面积,首先通过热量衡算求得换热器的传热量,包括有无相变化等。



2、总传热速率微分方程:
,


3、总传热系数K的计算:总传热系数(简称传热系数)K是评价换热器性能的一个重要参数,又是换热器的传热计算所需的基本数据。K的数值与流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型等诸多因素有关,因此K值的变动范围较大。K值的来源:①K值的计算;②实验查定;③经验数据。
两流体通过管壁的传热包括以下过程: ①热流体在流动过程中将热量传给管壁的对流传热;②通过管壁的热传导;③管壁与流动中的冷流体之间的对流传热。
,
包括对流传热热阻、管壁热阻、污垢热阻三部分组成。

4、总传热系数的分析:

若传热面为平壁或薄管壁,则

当管壁热阻和污垢热阻均可忽略时




5、K的实验查定:对现有的换热器,通过实验测取有关的数据,如流体的流量和温度等,然后用总传热速率方程式计算得到K值。
实测的K值不仅可以为换热器的设计提供依据,而且可以了解换热器的性能,从而寻求提高设备传热能力的途径。
6、讲解平均温度差法和传热速率方程,积分总速率微分方程的四个假设;①传热为稳态操作过程;②两流体的比热容均为常量(可取为换热器进、出口下的平均值);③总传热系数K为常量,即K值不随换热器的管长而变化;④换热器的热损失可以忽略。
换热器的间壁两侧流体均有相变化时,例如蒸发器中,饱和蒸气和沸腾液体间的传热就是恒温传热。此时,冷、热流体的温度均不沿管长变化。
恒温传热时
,
变温传热时,用对数平均温差表示 ,


变温传热时的温度变化
7、逆流时平均温度差的推导

8、变温传热时的平均温度差


在工程计算中,当

时,可用算术平均温度差代替对数平均温度差,其误差不超过4%。
9、讲解错流和折流的平均温差求解方法。两流体的流向互相垂直,称为错流。一流体只沿一个方向流动,而另一流体反复折流,称为简单折流。若两流体均作折流,或既有折流又有错流,则称为复杂折流。

10、讲解总传热速率方程的应用,包括传热面积的计算、实验测定K、换热器操作型计算。

②若K随温度不呈线性变化时,换热器可分段计算,将每段的K视为常量。
③若K随温度变化较大时,由传热速率方程和热量衡算的微分形式图解积分法或数值积分法求得。


