换热器原理与设计复习重点

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热质交换原理与设备复习资料

热质交换原理与设备复习资料


表示由于存在湿交换而增大了换热量,其值大小直 接反映了表冷器上凝结水析出的多少。 5、表冷器的热交换效率(P177)及接触系数(P178)的含义? 表冷器的热交换效率定义式 :ε1=
t1 t 2 t1 tw1
dQt i ib dQ c p (t tb )
t1 --处理前空气的干球温度,℃
9、冷却塔特性数及冷却数的含义 冷却塔特性数 N’
P208
冷却数 N 表示水温从 t1 降到 t2 所需要的特征数数值,它代表冷却 负荷的大小。
10、若某冷却塔足够高,其入塔空气干球温度为 20℃,湿球温度为 16℃,入塔水温为 60℃,液气比很小,则出塔水温为多少?若入塔 空气湿度增大,其他条件均不变,则出塔水温怎么变?(上升,下降 或不变)为什么?
η2=1- t 2 ts2
t1 ts1
7、喷淋室计算的主要原则
P200
(1)该喷淋室能达到的η1 应该等于空气处理过程需要的η1 (2)该喷淋室能达到的η2 应该等于空气处理过程需要的η2 (3)该喷淋室喷出的水能够吸收(或放出)的热量应该等于空气失 去的(或得到)的热量。
8、冷却塔内热质交换的基本方程(用语言描述)有哪些? Merkel 焓差方程 水气热平衡方程 式(7-19) 式(7-22) P206 P207
同进入扩散管, 在扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。 d、混合式冷凝器一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝,最 后得到的是水与冷凝液的混合物,或循环使用,或就地排放。
2、湿式冷却塔可分为哪几类?各类型的特点是什么? 解:湿式冷却塔可分为: (1)开放式冷却塔(2)风筒式自然冷却塔 (3)鼓风逆流冷却塔(4)抽风逆流冷却塔、抽风横流冷却塔 a、开放式冷却塔是利用风力和空气的自然对流作用使空气进入冷却 塔, 其冷却效果要受到风力及风向的影响, 水的散失比其它形式的 冷却塔大。 b、 风筒式自然冷却塔中利用较大高度的风筒, 形成空气的自然对流作 用,使空气流过塔内与水接触进行传热,冷却效果较稳定。 c、鼓风逆流冷却塔中空气是以鼓风机送入的形式, 而抽风冷却塔中 空气是以抽风机吸入的形式,鼓风冷却塔和抽风冷却塔冷却效果 好,稳定可靠。 3、影响喷淋室热质交换的结构因素 P196 (1)喷嘴排数(2)喷嘴密度(3)喷嘴方向(4)排管间距(5)喷 嘴孔径(6)空气与水的初参数

热交换器原理与设计第2章 管壳式热交换器

热交换器原理与设计第2章 管壳式热交换器
浮头式热交换器中,由于安装浮头法兰需要,圆筒内有一 圈较大没有排列管子的间隙,使部分流体由此间隙短路,使 主流速度及换热系数下降。而旁路流体未经换热就达出口, 与主流混合必使流体出口温度达不到预期数值。挡管和旁路 挡板就是为了防止流体短路而设立的构件。
☆挡管是两端堵死的管子,安置在相应于分程隔板槽后面的 位置上,每根挡管占据一根换热管的位置,但不穿过管板, 用点焊的方法固定于折流板上。通常每隔3~4排管子安排一 根挡管,但不应设置在折流板缺口处,也可用带定距管的拉 杆来代替挡管。
优点:结构简单,制造成本低,规格范围广,工程中应用广泛。 缺点:壳侧不便清洗,只能采用化学方法清洗,检修困难,对较脏
或有腐蚀性介质不能走壳程。当壳体与换热管温差很大时, 可设置单波或多波膨胀节减小温差应力。
管壳式换热器结构名称
单程管壳式换热器
1 —外壳,2—管束,3、4—接管,5—封头 6—管板,7—折流板
图2.25 折流板的几何关系
2.2.4 进出口连接管直径的计算
进出口连接管直径的计算仍用连续性方程, 经简化后计算公式为:
D 4M1.13M
πρw
ρw
2.3 管壳式热交换器的传热计算
1) 选用经验数据:根据经验或参考资料选用工艺条 件相仿、设备类型类似的传热系数作为设计依据。 如附录 A。 2) 实验测定:实验测定传热系数比较可靠,不但可 为设计提供依据,而且可以了解设备的性能。但实 验数值一般只能在与使用条件相同的情况下应用。
焊在换热管上)。
图2.23 防冲板的形式
a) 内导流筒 图2.24 导流筒的结构
b) 外导流筒
★导流筒
❖ 在立式换热器壳程中,为使气、液介质更均匀地流入管间, 防止流体对进口处管束段的冲刷,而采用导流筒结构。

换热基础必学知识点

换热基础必学知识点

换热基础必学知识点
1. 热传导:热传导是指通过物质内部的分子碰撞传递热量的现象。

物质的热传导性质取决于其导热系数和传热截面积。

2. 热对流:热对流是指通过流体的对流传递热量的现象。

流体的热对流性质取决于其传热系数和流体的流动速度。

3. 热辐射:热辐射是指物体通过辐射方式传递热量的现象。

热辐射不需要介质传递,可以在真空中传递热量。

4. 导热系数:导热系数是描述物质传导热量能力的物理量,表示单位时间内单位面积上的热量传递量。

导热系数越大,物体传导热量的能力越强。

5. 传热截面积:传热截面积是指传热过程中传热介质与边界之间接触的表面积。

传热截面积越大,热量传递的速度越快。

6. 传热系数:传热系数是描述传热过程中导热介质与边界之间热量传递能力的物理量,表示单位时间内单位面积上的热量传递量。

传热系数与传热介质的性质和流体流动状态有关。

7. 热阻:热阻是指阻碍热量传递的物理量。

热阻与介质的导热系数、传热截面积和传热路径长度有关,热阻越大,热量传递的难度越大。

8. 单位传热面积的传热率:单位传热面积的传热率是指单位时间内单位传热面积上的热量传递量。

传热率与传热系数和温度差有关。

9. 热平衡:热平衡是指在热传递过程中,两个或多个物体之间温度达
到一致的状态。

在热平衡状态下,热传递停止。

10. 热力学第一定律:热力学第一定律(能量守恒定律)是指能量在物体间转化和传递的过程中,能量的总量保持不变。

热量是能量的一种形式,因此热量的传递符合能量守恒定律。

热交换器原理与设计

热交换器原理与设计

绪论1.2.热交换器的分类:1)按照材料来分:金属的,陶瓷的,塑料的,是摸的,玻璃的等等2)按照温度状况来分:温度工况稳定的热交换器,热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变;温度工况不稳定的热交换器,传热面上的热流和温度都随时间改变。

3)按照热流体与冷流体的流动方向来分:顺流式,逆流式,错流式,混流式4)按照传送热量的方法来分:间壁式,混合式,蓄热式恒在壁的他侧流动,两种流体不直接接触,热量通过壁面而进行传递。

过时,把热量储蓄于壁内,壁的温度逐渐升高;而当冷流体流过时,壁面放出热量,壁的温度逐渐降低,如此反复进行,以达到热交换的目的。

第一章1.Mc1℃是所需的热量,用W表示。

两种流体在热交换器内的温度变化与他们的热容量成反比;即热容量越大,流体温度变化越小。

2.W—对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。

4.顺流和逆流情况下平均温差的区别:在顺流时,不论W1、W2值的大小如何,总有μ>0,因而在热流体从进口到出口的方向上,两流体间的温差△t总是不断降低;而对于逆流,沿着热流体进口到出口方向上,当W1<W2时,μ>0,△t不断降低,当W1>W2时,μ<0,△t不断升高。

5.P(定义式P12)物理意义:流体的实际温升与理论上所能达到的最大温升比,所以只能小于1。

6.R—冷流体的热容量与热流体的热容量之比。

(定义式P12)7.从φ值的大小可看出某种流动方式在给定工况下接近逆流的程度。

除非处于降低壁温的目的,否则最好使φ>0.9,若φ<0.75就认为不合理。

(P22 例1.1)8.所谓Qmax是指一个面积为无穷大且其流体流量和进口温度与实际热交换器的流量和进口温度相同的逆流型热交换器所能达到的传热量的极限值。

9.实际传热量Q与最大可能传热量Qmax=Q/Qmax。

意义:以温度形式反映出热、冷流体可用热量被利用的程度。

10.根据ε的定义,它是一个无因次参数,一般小于1。

其实用性在与:若已知ε及t1′、t2′时,就可很容易地由Q=εW min(t1′-t2′)确定热交换器的实际传热量。

换热器基础必学知识点

换热器基础必学知识点

换热器基础必学知识点
以下是换热器基础的一些必学知识点:
1. 热传导:介质中的热能通过分子间的碰撞传递的现象,即由高温区到低温区的传导。

热传导正比于温度梯度和介质的热导率。

2. 对流传热:介质周围的流体通过对流现象将热能传递出去。

对流传热正比于流体的流速、温度差和传热系数。

3. 辐射传热:通过辐射形式将热能传递出去,不需要介质的存在。

辐射传热正比于表面的辐射率、温度差和黑体辐射功率。

4. 传热方程:换热器中的传热可以通过传热方程来描述,常用的传热方程有热传导方程(Fourier定律)和对流换热方程(Newton冷却定律)。

5. 传热系数:描述换热器界面传热能力的物理量,是传热率与温度差之间的比例关系。

传热系数决定了传热的效率和速率。

6. 换热器类型:常见的换热器类型有壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等,根据不同的工艺需求选择适合的换热器类型。

7. 换热器设计:换热器的设计要考虑流体流量、温度差、传热系数、换热面积等因素,并进行热力学和动力学计算。

8. 热媒介选择:根据不同的工艺要求选择适合的热媒介,并考虑其传热性能、耐腐蚀性和成本等因素。

9. 损失:换热器中存在一定的传热损失,包括壁面传热损失、传热介质的流动损失和泄漏损失等,需要进行合理的设计和控制。

10. 性能评价:换热器的性能评价包括换热效率、效果、能耗等指标的考核和比较,以提高换热器的工作效率和经济性。

以上是换热器基础必学的知识点,掌握了这些知识可以更好地理解和应用换热器的原理和设计。

热交换器原理与设计—第1章_热交换器热计算的基本原理_(1)

热交换器原理与设计—第1章_热交换器热计算的基本原理_(1)
例如 对于壳侧为一个流程、管程为偶数流程的壳管式热交换器, 其 值为:(推导得出)
两种流体中只有一种横向混合的错流式热交换器,其 值为:
能源与动力工程教研室
对于某种特定的流动形式, 是辅助参数P、R的函 数 f ( P, R) 该函数形式因流动方式而异。
对于只有一种流体有横向混合的错流式热交换器, 可将辅助参数的取法归纳为:
t m ,算术
t max t min 2
使用条件:如果流体的温度沿传热面变化不大, 范围在
t max 2 内可以使用算数平均温差。 t min
能源与动力工程教研室
算术平均与对数平均温差
t m ,算术
t max t min 2
t m ,对数
t max t min t max ln t min
R 1 t t 2 2 1 P ln 1 PR
的函数
t1m,c
能源与动力工程教研室
为了简化 的计算,引入两辅助参数:
t 2 t2 p t2 t1
t1 t1 R t 2 t2

冷流体的加热度 两种流体的进口温差
能源与动力工程教研室
1.2 平均温差
1.2.2 顺流和逆流情况下的平均温差
简单顺流时的对数平均温差 假设:
(1)冷热流体的质量流量qm2、qm1 以及比热容c2, c1是常数; (2)传热系数是常数;
(3)换热器无散热损失; (4)换热面沿流动方向的导热量 可以忽略不计。 下标1、2分别代表热冷流体。 上标1撇和2撇分别代表进出口
能源与动力工程教研室
在假设的基础上,并已知冷热流体的 进出口温度,现在来看图中微元换热 面dA一段的传热。温差为:

换热器原理与设计

换热器原理与设计

换热器原理与设计
换热器是一种用于热传递的设备,其原理基于热量的传导、对流和辐射等传热机制。

换热器被广泛应用于各个领域,如工业加热和冷却系统、空调系统、汽车发动机等。

换热器的设计需要考虑多种因素,包括传热效能、压降、材料选择等。

传热效能是衡量换热器性能的一个重要指标,该指标可以通过比较进出口流体的温度差和流量来计算得出。

传热效能越高,换热器完成热传递的能力就越强。

在设计换热器时,首先需要确定换热器的类型。

常见的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器、管式换热器等。

每种类型的换热器有着不同的结构和传热性能。

换热器的选择还需要考虑流体的特性。

流体的热导率、密度、比热容等参数会直接影响到换热器的设计。

同时,流体的温度、流量以及换热要求也需要考虑进去。

在设计过程中,还需要注意换热器的流体阻力问题。

流体在通过换热器时会产生阻力,这会导致压力降低。

为了降低流体阻力,可以采用合适的管道直径和流道设计。

另外,材料的选择也非常重要。

换热器需要能够承受高温、高压以及一定的腐蚀性,因此常用的材料包括不锈钢、铜、铝等。

根据具体的工作环境和需求,选择适合的材料可以保证换热器的使用寿命和工作效率。

总之,换热器的设计需要考虑多种因素,包括传热效能、流体特性、流体阻力以及材料选择等。

通过合理设计和选择合适的换热器,可以实现高效的热传递。

最全面的板式换热器知识(原理、结构、设计、选型、安装、维修)

最全面的板式换热器知识(原理、结构、设计、选型、安装、维修)

最全面的板式换热器知识(原理、结构、设计、选型、安装、维修)板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。

各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换。

板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。

它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。

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板式换热器基本结构及运行原理板式换热器的型式主要有框架式(可拆卸式)和钎焊式两大类,板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。

钎焊换热器结构板式换热器主要结构⒈板式换热器板片和板式换热器密封垫片⒉固定压紧板⒊活动压紧板⒋夹紧螺栓⒌上导杆⒍下导杆⒎后立柱由一组板片叠放成具有通道型式的板片包。

两端分别配置带有接管的端底板。

整机由真空钎焊而成。

相邻的通道分别流动两种介质。

相邻通道之间的板片压制成波纹。

型式,以强化两种介质的热交换。

在制冷用钎焊式板式换热器中,水流道总是比制冷剂流道多一个。

图示为单边流,有些换热器做成对角流,即:Q1和Q3容纳一种介质,而Q2和Q4容纳另一种介质。

板式换热器所有备件都是螺杆和螺栓结构,便于现场拆卸和修复。

运行原理板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换热器,构造包括垫片、压紧板(活动端板、固定端板)和框架(上、下导杆,前支柱)组成,板片之间由密封垫片进行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道,冷/热换热介质分别在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交换,以达到用户所需温度。

每块板片四角都有开孔,组装成板束后形成流体的分配管和汇集管,冷/热介质热量交换后,从各自的汇集管回流后循环利用。

换热原理:间壁式传热。

单流程结构:只有2块板片不传热-头尾板。

双流程结构:每一个流程有3块板片不传热。

板片和流道通常有二种波纹的板片(L 小角度和H 大角度),这样就有三种不同的流道(L,M 和H),如下所示:L:小角度由相邻小夹角的板片组成的通道。

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绪论:1.填空:1.按传递热量的方式,换热器可以分为间壁式, 混合式, 蓄热式2. 对于沉浸式换热器,传热系数低,体积大,金属耗量大。

3. 相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器,沉浸式换热器传热系数较低,喷淋式换热器冷却水过少时,冷却器下部不能被润湿.4.在沉浸式换热器、喷淋式换热器和套管式换热器中,套管式换热器中适用于高温高压流体的传热。

5.换热器设计计算内容主要包括热计算、结构计算流动阻力计算和强度计算6.按温度状况来分,稳定工况的和非稳定工况的换热器7.对于套管式换热器和管壳式换热器来说,套管式换热器金属耗量多,体积大,占地面积大,多用于传热面积不大的换热器。

2.简答:1.说出以下任意五个换热器,并说明换热器两侧的工质及换热方式答:如上图,热力发电厂各设备名称如下:1.锅炉(蒸发器) *;2.过热器*;3.省煤器* 4.空气预热器*;5.引风机;6.烟囱;7.送风机;8.油箱9.油泵 1 0.油加热器*;11.气轮机;12.冷凝器*;13.循环水冷却培* 14.循环水泵;15.凝结水泵;16.低压加热器*;17.除氧(加热)器*;18.给水泵19.高压加热器·柱!凡有·者均为换热器2.比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器和管壳式换热器的优缺点⑴沉浸式换热器 缺点:自然对流,传热系数低,体积大,金属耗量大。

优点: 结构简单,制作、修理方便,容易清洗,可用于有腐蚀性流体⑵喷淋式换热器:优 点:结构简单,易于制造和检修。

换热系数和传热系数比沉浸式换热器要大,可以用来冷却腐蚀性流体;缺点:冷却水过少时,冷却器下部不能被润湿,金属耗量大,但比沉浸式要小 ⑶套管式换热器:优点:结构简单,适用于高温高压流体的传热。

特别是小流量流体的传热,改变套管的根数,可以方便增减热负荷。

方便清除污垢,适用于易生污垢的流体;缺点:流动阻力大,金属耗量多,体积大,占地面积大,多用于传热面积不大的换热器。

⑷管壳式换热器:优点:结构简单,造价较低,选材范围广,处理能力大,还可以适应高温高压的流体。

可靠性程度高;缺点:与新型高效换热器相比,其传热系数低,壳程由于横向冲刷,振动和噪音大第一章1.填空:1.传热的三种基本方式是_导热__、____对流__、和 辐射_。

2..两种流体热交换的基本方式是___直接接触式___、_间壁式_、和___蓄热式_。

3.采用短管换热,由于有入口效应,边界层变薄,换热得到强化。

4.采用螺旋管或者弯管。

由于拐弯处截面上二次环流的产生,边界层遭到破坏,因而换热得到强化,需要引入大于1修正系数。

5.通常对于气体来说,温度升高,其黏度增大,对于液体来说,温度升高,其黏度减小 6.热计算的两种基本方程式是_传热方程式__和热平衡式_。

7.对于传热温差,采用顺流和逆流传热方式中,顺流 传热平均温差小,逆流时传热平均温差大。

8.当流体比热变化较大时,平均温差常常要进行分段计算。

9.在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时,要特别注意温度交叉问题,避免的方法是增加管外程数和两台单壳程换热器串联工作。

10. 冷凝传热的原理,层流时,相对于横管和竖管,横管传热系数较高。

2.简答(或名词解释):1. 什么是效能数?什么是单元数?(要用公式表示)答:实际情况的传热量q 总是小于可能的最大传热量qmax ,我们将q/qmax 定义为换热器的效能,并用 ? 表示,即 换热器效能公式中的 KA 依赖于换热器的设计, W min 则依赖于换热器的运行条件,因此, KA/W min 在一定程度上表征了换热器综合技术经济性能,习惯上将这个比值(无量纲数)定义为传热单元数NTU 2. 热交换器计算方法的优缺点比较?1)对于设计性热计算,采用平均温差法可以通过Ψ的大小判定所拟定的流动方式与逆流之间的差距,有利于流动方式的选择;2)而在校核性传热计算时,两种方法都要试算。

在某些情况下,K 是已知数值或可套用经验数据时,采用传热单元书法更加方便;3)假设的出口温度对传热量Q 的影响不是直接的,而是通过定性温度,影响总传热系数,从而影响NTU ,并最终影响 Q 值。

而平均温差法的假设温度直接用于计算Q 值,显然?-NTU 法对假设温度没有平均温差法敏感,这是该方法的优势。

()()()()max min min h h h c c c h c h c W t t W t t qq W t t W t t ε''''''--≡==''''--1.有一蒸汽加热空气的热交换器,它将流量为5kg/s 的空气从10℃加热到60℃,空气与蒸汽逆流,其比热为(kg ℃),加热蒸汽系压力为P=,温度为150℃的过热蒸汽,在热交换器中被冷却为该压力下90℃的过冷水,试求其平均温差。

(附:饱和压力为,饱和蒸汽焓为kg ,饱和水焓为kg.150℃时,水的饱和温度为133℃,过热蒸汽焓为2768 KJ/kg ,90时,过冷水的焓为377 KJ/kg )解:由于蒸汽的冷却存在着相变,因此在整个换热过程中,蒸汽的比热不同,在整个换热过程中的平均温差应该分段计算再求其平均值。

将整个换热过程分为三段:过热蒸汽冷却为饱和蒸汽所放出的热量Q1,相变过程的换热量Q2,从饱和水冷却到过冷水所放出的热量Q3Q=M 2C 2(t "2-t '2)=5××50=255KJ/s ;根据热平衡蒸汽耗量M 1=Q/(i '1-i "1)=255/(2768-377)=s因为在热交换器换热过程中存在着两个冷却过程和一个冷凝过程,因而将之分为三段计算。

Q 1= M 1(i '1-i ’)=×= KJ/s Q 2= M 1(i ’-i ”)=× KJ/sQ 3= M 1(i ”-i "1)=×= KJ/s因为Q 3=M 2C 2(t b -t '2),可得t b =(5×+10=℃ 因为Q2+ Q3=M 2C 2(t a -t '2),可得t a =(5×+10=59℃△t1=[(150-60)-(133-59)]/ln[(150-60)/(133-59)]=81.7℃ △t2=[-(133-59)] /ln[/(133-59)]=94.725℃ △t3=[(90-10)-]/ ln[(90-10)/ ]=98.212 ℃总的平均温差为:△tm=Q/(Q1/△t1+ Q2/△t2+ Q3/△t3) =255/++ ℃=94.8℃沿换热器流程温度示意图如下:2.在一传热面积为15.8m 2,逆流套管式换热器中,用油加热冷水,油的流量为2.85kg/s ,进口温度为110℃,水的流量为0.667kg/s ,进口温度为35℃,油和水的平均比热分别为kg?℃和kg ?℃,换热器的总传热系数为320W/m2?℃,求水的出口温度? 解:W 1==5415W/ ℃ W 2==2788W/ ℃因此冷水为最小热容值流体单元数为525.054152788max min ===W W R c 8.127888.15320min =⨯==W KF NTU效能数为所以:3、一换热器用100℃的水蒸汽将一定流量的油从20℃加热到80℃。

现将油的流量增大一倍,其它条件不变,问油的出口温度变为多少?解:根据题意,相比较水蒸气换热为相变换热的流体,油为热容值小的流体()()()()min 8020C010020Cc c c c c h c h c W t t t t W t t t t ''''''---︒====''''---︒().75()ε因此根据效能数和单元数的关系 可得:现将油的流量增大一倍,其它条件不变,单元数减小为原来的倍,因此可得解得4.某换热器用100℃的饱和水蒸汽加热冷水。

单台使用时,冷水的进口温度为10℃,出口温度为30℃。

若保持水流量不变,将此种换热器五台串联使用,水的出口温度变为多少?总换热量提高多少倍?解:根据题意,将换热器增加为5台串联使用,将使得传热面积增大为原来的5倍,相比较水蒸气换热为相变换热的流体,水为热容值小的流体,因此()()()()min 3010C010010Cc c c c c h c h c W t t t t W t t t t ''''''---︒====''''---︒().22()ε因此根据效能数和单元数的关系 1NTU e -ε=- 可得:0.78NTU e-= 现将传热面积增大为原来的5倍,单元数增大为原来的5倍,由于50.780.29NTUe-== 效能数为 ()()10C 10.2910010C c c c h c t t t t t '''-''-︒===-''--︒()()ε水的出口温度为 "73.9ct C =︒ 根据热平衡式,对于冷水,热容值不变,温差增大的倍数为换热量增加的倍数:1NTUe -ε=-74.0)]1(exp[1)]1(exp[1=------=c c c R NTU R R NTU ε74.0'2'1'2"2=--=t t t t ε1NTUe -ε=-0.25NTU e -=0.50.250.5NTUe-==()()"20C 010020C c c c hc t t t t t ε'''--︒===''--︒().5()"60c t C=︒73.910C3.1953010C-︒=-︒()()5.一用13℃水冷却从分馏器得到的80℃的饱和苯蒸气。

水流量为5kg/s ,苯汽化潜热为395 kJ/kg ,比热为 kJ/kg?℃,传热系数为1140 W/m 2?℃。

试求使1 kg/s 苯蒸气凝结并过冷却到47℃所需的传热面积(1)顺流;(2)逆流。

解:根据题意(1) 顺流时: 由于有相变传热,因此比热不同,需要分段计算平均传热温差。

1)在苯相变冷凝段:根据热平衡式,苯的放热量:ln 11395395/Q M r kJ s ==⨯=在相变段,水吸收热为Q ln'ln 22222()5 4.1868(13)395/m mQ M C t t t C kJ s =-=⨯⨯-︒=可得 231.87mt C =︒:平均温差为ln (8013)(8031.87)57.04(8013)ln(8031.87)m C Ct C -︒--︒∆==︒--2)在苯冷却段"l 1111()11.758(8047)58.014/s qQ M C t t C C kJ s =-=⨯⨯︒-︒=在苯冷却段,水吸收热为Q lq""l 22222()5 4.1868(31.87)58.014/m q Q M C t t t C kJ s =-=⨯⨯-︒=可得: "234.64t C =︒平均温差为l (8031.87)(4734.64)26.31(8031.87)ln(4734.64)m qC C t C-︒--︒∆==︒-- 总的平均温差为l lnln l 39558.01449.6139558.01457.0426.31m q m m qQ t C CQ Q t t +∆==︒=︒++V V 根据传热方程式:m Q KA t =V可得22339558.0148.0111401049.6m Q A m m K t -+===⨯⨯V沿换热器流程温度示意图如下:(2) 逆流时: 由于有相变传热,因此比热不同,需要分段计算平均传热温差。

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