傳熱過(guò)程的計(jì)算
- 文件介紹：
- 該文件為 rar 格式，下載需要 0 積分
- 傳熱過(guò)程的計(jì)算1 總傳熱速率方程
如圖所示，以冷熱兩流體通過(guò)圓管的間壁進(jìn)行換熱為例，熱流體走管內(nèi)，溫度為T(mén)，冷流體走管外溫度為t，管壁兩側(cè)溫度分別為T(mén)W和tw，壁厚為,b,其熱導(dǎo)率為λ，內(nèi)外兩側(cè)流體與固體壁面間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為αi和α0。根據(jù)牛頓冷卻定律及傅立葉定律分別列出對(duì)流傳熱及導(dǎo)熱的速率方程：
對(duì)于管內(nèi)側(cè)：
對(duì)于管壁導(dǎo)熱:
對(duì)于管外側(cè):
即
故有
令 （4.6.1）
則 (4.1.1)
該式稱為總傳熱速率方程。
A為傳熱面積，可以是內(nèi)外或平均面積，K與A是相對(duì)應(yīng)的。
2 熱流量衡算
熱流量衡算式反映兩流體在換熱過(guò)程中溫度變化的相互關(guān)系，在換熱器保溫良好，無(wú)熱損失的情況下，對(duì)于穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程，其熱流量衡算關(guān)系為：
（熱流體放出的熱流量）=（冷流體吸收的熱流量）
在進(jìn)行熱衡算時(shí)，對(duì)有、無(wú)相變化的傳熱過(guò)程其表達(dá)式又有所區(qū)別。
（1） 無(wú)相變化傳熱過(guò)程
式中
Q----冷流體吸收或熱流體放出的熱流量，W；
mh,mc-----熱、冷流體的質(zhì)量流量，kg/s；
Cph,Cpc------熱、冷流體的比定壓熱容，kJ/(kg·K)；
T1,t1 ------熱、冷流體的進(jìn)口溫度，K；
T2,t2------熱、冷流體的出口溫度，K。
（2）有相變化傳熱過(guò)程
兩物流在換熱過(guò)程中，其中一側(cè)物流發(fā)生相變化，如蒸汽冷凝或液體沸騰，其熱流量衡算式為：
一側(cè)有相變化
兩側(cè)物流均發(fā)生相變化 ，如一側(cè)冷凝另一側(cè)沸騰的傳熱過(guò)程
式中
r,r1,r2--------物流相變熱，J/kg；
D,D1,D2--------相變物流量，kg/s。
對(duì)于過(guò)冷或過(guò)熱物流發(fā)生相變時(shí)的熱流量衡算，則應(yīng)按以上方法分段進(jìn)行加和計(jì)算。
3 傳熱系數(shù)和傳熱面積
（1） 傳熱系數(shù)K和傳熱面積A的計(jì)算
傳熱系數(shù)K是表示換熱設(shè)備性能的極為重要的參數(shù)，是進(jìn)行傳熱計(jì)算的依據(jù)。K的大小取決于流體的物性、傳熱過(guò)程的操作條件及換熱器的類型等，K值通常可以由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，或取生產(chǎn)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)分析計(jì)算求得。
傳熱系數(shù)K可利用式（4.6.1）進(jìn)行計(jì)算。但傳熱系數(shù)K應(yīng)和所選的傳熱面積A相對(duì)應(yīng)，假設(shè)和傳熱面積Ai、Am和A0相對(duì)應(yīng)的傳熱系數(shù)K分別為Ki、Km和K0，則其相互關(guān)系為：
在工程上，一般以圓管外表面積A0為基準(zhǔn)計(jì)算總傳熱系數(shù)K0，除加以說(shuō)明外，常將A0、K0分別以A、K表示，即：
（4.6.2）
該式又可以改寫(xiě)為：
式中：di,d0,dm------圓管的內(nèi)徑、外徑、管壁的平均直徑。
（2） 污垢熱阻
換熱器的傳熱表面在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，壁面往往積一層污垢，對(duì)傳熱形成附加的熱阻，稱為污垢熱阻，這層污垢熱阻在計(jì)算傳熱系數(shù)K時(shí)一般不容忽視。由于污垢層的厚度及其熱導(dǎo)率不易估計(jì)，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定污垢熱阻。若管壁內(nèi)、外側(cè)表面上的污垢熱阻分別用Rdi和Rd0表示，根據(jù)串聯(lián)熱阻疊加原則，式（4.6.2）變?yōu)椋?
...
熱門(mén)關(guān)鍵詞： 
