传热温差计算公式
平均传热温差校正系数单管程
平均传热温差校正系数单管程
管壳式换热器已知两温度差求温差校正系数公式如上图所示，式中：T1、T2——热流体进口和出口温度，℃；t1、t2——冷流体进口和出口温度，℃。
多程折流换热器（壳侧有纵向折流挡板，壳程流体充分混合），一般所谓m-n型管壳式换热器，系指壳侧m程、管侧n程的管壳式换热器。
增加壳程数，可增大逆流中的冷流体出口温度与热流体出口温度之差，并加大温差校正系数ε△t。
除了用图线外，也可用数学解析式计算温差校正系数，这对电算尤为重要。
下面给予介绍，例如：对于1_2型换热器计算公式如上图3所示。
对于1_2n型换热器（1_4、1_6、…）均可用上式作近似计算。
在实际生产中，需要冷热两种流体进行热交换，但不允许它们混合，为此需要采用间壁式的换热器。
此时冷、热两流体分别处在间壁两侧，两流体间的热交换包括了固体壁面的导热和流体与固体壁面间的对流给热。
关于导热和对流给热在前面已介绍过，本节主要在此基础上进一步讨论间壁式换热器的传热计算。
升温时间,温差,体积计算热量的公式
升温时间、温差与体积计算热量的公式一、概述热量是热力学中的重要概念，它在物理、化学、工程等领域都有着广泛的应用。
研究热量的传递和计算方法对于理解物质的热力学特性以及在实际生产和生活中的应用具有重要意义。
本文将从升温时间、温差和体积计算热量的公式三个方面进行探讨，以期对热量计算方法有所启发和帮助。
二、升温时间对热量的影响1. 升温时间的定义升温时间是指物体从初始温度升至终了温度所需要的时间。
在热传导过程中，物体的升温时间关系到热量的传递效率和物体的热容量。
2. 升温时间的影响因素（1）物体的热容量：储有热量的物体在一定条件下升温所需的热量与物体的质量和材料的热容量有直接关系；（2）热传导性能：热传导性能越好，物体升温所需的时间就越短；（3）外界温度: 外界温度高低直接影响物体的升温速率。
3. 升温时间的计算升温时间的计算一般可以采用传热方程来解决，传热方程包括一维热传导方程、二维热传导方程以及三维热传导方程。
根据具体情况选择不同的公式来计算升温时间。
三、温差对热量的影响1. 温差的定义温差是指两个物体之间的温度差异。
在热传递过程中，温差是决定热传递速率快慢的重要因素。
2. 温差的影响因素（1）热传导系数：热导率越大，温差一定情况下对热量的传递影响就越小；（2）传热表面积：传热表面积越大，温差对热量的传递影响会越小；（3）传热方式：传热方式不同，温差对热量传递影响也会有所不同。
3. 温差的计算温差的计算通常可以采用传热系数、传热表面积和传热方式等相关参数来进行计算。
具体的计算方法取决于具体情况和传热模型的选择。
四、体积计算热量的公式1. 体积计算热量的基本公式热量的计算一般可以采用以下基本公式进行计算：\[Q = mc\Delta T\]其中，Q为热量，单位为焦耳；m为物体的质量，单位为千克；c为物体的比热容，单位为焦耳/千克·摄氏度；ΔT为温度的变化，单位为摄氏度。
2. 体积计算热量的扩展公式在实际应用中，有些情况下不方便直接测量物体的质量，但可以测量其体积。
传热过程的计算
1 总传热速率方程如图所示，以冷热两流体通过圆管的间壁进行换热为例，热流体走管内，温度为T，冷流体走管外温度为t，管壁两侧温度分别为T W和t w，壁厚为,b,其热导率为λ，内外两侧流体与固体壁面间的表面传热系数分别为αi和α0。
根据牛顿冷却定律及傅立叶定律分别列出对流传热及导热的速率方程：对于管内侧：对于管壁导热:对于管外侧:即故有令（4.6.1）则(4.1.1)该式称为总传热速率方程。
A为传热面积，可以是内外或平均面积，K与A是相对应的。
2 热流量衡算热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：（热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
（1）无相变化传热过程式中Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；m h,m c-----热、冷流体的质量流量，kg/s；C ph,C pc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K；T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。
（2）有相变化传热过程两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：一侧有相变化两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2--------物流相变热，J/kg；D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。
对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。
3 传热系数和传热面积（1）传热系数K和传热面积A的计算传热系数K是表示换热设备性能的极为重要的参数，是进行传热计算的依据。
K的大小取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型等，K值通常可以由实验测定，或取生产实际的经验数据，也可以通过分析计算求得。
传热系数K可利用式（4.6.1）进行计算。
换热器传热量计算
容积式换热器传热量计算
在导流型容积式换热器的热交换中，两种流体之间存在着温度差。
在温差的影响下，高温流体的热量通过换热管不断地将热量传递给低温流体。
所传递的热量由传热方程式给出，即：
Q=K(t1-t2)F
式中
Q—传热量，或热负荷，单位W;
K—传热系数，W/(㎡·℃);
t1—热流体温度，℃;
t2—冷流体温度，℃;
F—传热面积，㎡.
在不计热损失的理想情况下，传热量Q应等于高温流体的放热量。
这份热量由热流体通过与壁面的对流换热过程传递给壁面，经过间壁的导热再由低温流体与另一侧壁面间的对流换热传至低温流体，如图所示：
在这种热量的传递过程中，Q值的大小不仅取决于热、冷流体的温度水平及温差，间壁形状及面积的大小，还取决于各环节热传递过程进行的强弱程度，即取决于热、冷流体的对流换系数α1、α2和间壁材质的导热系数λ。
α1、α2、λ以及间壁形状对传热过程的影响就由传热系数K综合反应出来。
K在数值上等于单位时间内当热、冷流体间温度差为1℃时，通过单位传热面积所传递的热量，单位为W/(㎡·℃)。
K值的大小表征过程传热能力的强弱，是衡量换热器传热性能的指标。
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化工原理 传热计算
(2)污垢的影响
1 1 Rs1 b d1 Rs2 d1 1 d1
K 1
dm
d2 2 d2
(3)若两侧流体的对流传热系数相差较大，如α1>>α2,则
K≈α2，即总传热系数接近α较小的流体的对流传热系数。强 化传热的途径必须提高α小,即降低热阻大的流体的热阻。
（4）K 获取： 通过上述公式求算。 从有关手册和专著中获得，如《化工工艺设计手册》，
2500
45 22.5
20 50 20
=0.0004+0.00058+0.000062+0.000625+0.025 =0.0267 m2·K/W K=37.5 W/m2·K
（2）α1增大一倍,即α1=5000W/m2·K时传热系数
1
=0.0002+0.00058+0.000062+0.000625+0.025=0.0265 m2·K/W
K ''
K '' =70.4 W/m2·K
K值增加的百分率
K '' K 100% 70.4 37.5 100% 87.8%
K
37.5
由本例可以清楚地看到，要提高K值，就要设法减小主要热阻项。
关于总传热系数K的讨论：
(1)对于平壁或薄壁圆筒：有A1＝A2＝Am, 则:
1 1 b 1 1 1
4.4 传热计算
4.4.1 热量衡算－热负荷的计算
Cool fluid
Q放＝Q吸 Q损
Hot
fluid
若无相变，忽略热损失：
Q qm1cP1 (T1 T2 ) qm2cP2 (t2 t1 )
170514 散热量与对数温差
散热量与对数温差换热器的散热量与换热面积、散热系数以及对数温差之间的关系是如下公式：Q=K a×F a×Δt,式中：Q——热负荷（单位为w）；【1焦耳(J)=1瓦特×秒(W·s)；1度(1kw·h)=3.6×10^6焦耳(J)】K a——传热系数（单位是瓦/（平方米·度）（W/（㎡·℃）；其意义是：当冷热温度差为1℃，传热面积为1m2时，1小时内热流体传给冷流体的热量。
传热系数K的物理意义是指流体在单位面积和单位时间内，温度每变化1℃所传递的热量。
K的单位也有记作KJ/（㎡·h·℃）F a——换热面积（单位为m2）；Δt——传热温差（单位为℃）,（一般用对数温差）。
对数温差△t=式中：t w1：进水温——（热流体进口温度,单位℃）；t w2：出水温——（热流体出口温度,单位℃）；t a1：进气温——（空气-冷流体进口温度,单位℃）；t a2：出气温——（空气-冷流体出口温度,单位℃）；ln：自然对数。
传热系数取决于换热器自身的结构,每个不同流道的板片,都有自身的经验公式,如果不严格的话,可以取2000~3000.最后算出的换热的面积要乘以一定的系数如1.2。
一般东北的热负荷选65W/平方米,乘以建筑面积得总的热负荷,然后通过：热负荷等于流量乘以温差来求得流量等相关技术参数,最后换算出换热面积。
建议选用板式换热器。
水的比热容水的比热容是多少，水的比热容为4.2X103J/（kg·℃）。
水的比热容的物理意义是：1kg的水在温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103J。
水的比热容比煤油的大，水的比热容为:4200焦每千克摄氏度；煤油的比热容为:2100焦每千克摄氏度。
传热学-第7章 传热过程的分析和计算2
四、强化传热的考虑
kAtf1 tf 2
• 为强化传热，有三条途径：
★方法1：提高温差 ★方法2：提高传热系数
14
★如何提高传热系数？
k
1 h1
1 h2
1
1 h1
1 h2
1
数学上可以证明
k min( h1, h2 )
提高较小的表面传热系数值，强化薄弱环节，效果最好
15
• h1＝1000，h2＝10，没有强化前：k=9.90 W/(m2.K)
t m in
Δtmax、Δtmin 均指端差，即同一端热流体与冷流体间的温差。 Δtmax 是其中大温差， Δtmin 则是其中小温差。
26
平均温差的另一种更为简单的形式是算术平均温差，即
tm,算术
tmax
2
tmin
tm,对数
t max tmin ln t max
t m in
t1' t1"
t
' 2
温差 t f 1 沿t f 2整 个壁面不是常数，必须采用整个面积上的平均温差
t m
kAtm
25
（一）简单顺流及逆流换热器的对数平均温差
t1'
t1"
t1'
t
' 2
t
" 2
t
" 2
t1"
t
' 2
顺流
逆流
换热器中流体温度沿程变化的示意图
可以推导出顺流和逆流的平均温差公式为
对数平均温差
tm
t max tmin ln t max
第7章 传热过程与换热器
导热
Φ
热交换器传热计算的基本方法
三、换热器中传热过程对数平均温差的计算
1 简单顺流及逆流换热器的对数平均温差 流动形式不同，冷热流体温差沿换热面的变化规律也不同.
传热方程的一般形式： kAtm
换热器中冷流体温度沿换热面是不断变化的，因此，冷却 流体的局部换热温差也是沿程变化的。
以顺流情况为例，作如下假设：
（1）冷热流体的质量流量qm2、qm1
dt1
dt2
1 qm1c1
d kdA t
1 qm2c2
d d 1 1
qm1c1 qm2c2
dt d kdAt
dt kdA
t
tx dt k Ax dA
t t
0
ln
tx t
k Ax
tx texp( kAx )
可见，当地温差随换热面呈指数变化，则沿整个换热面的平
均温差为：
tm
t t1 t2 dt dt1 dt2
t1 t1 dt1 t1
在固体微元面dA内，两种流体的换 热量为:
d kdA t
t2 dt2 t2
t2
对于热流体: 对于冷流体:
1 d qm1c1dt1 dt1 qm1c1 d
1 d qm2c2dt 2 dt2 qm2c2 d
dt
平均温差
t
m
与<逆0.流75工时作，时认的为对设数计平不均合温理差。t
lm
的比值
,c
示 在相同的流体进出口温度条件下，按逆流工作所需的传热
面积
Fcounte
与按某种流动形式工作所需的传热面积
r
比 Fother 之
值（传热系数相等的条件小），
即：
tm Fcounter
tlm,c
Fother
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传热温差计算公式
常见的传热现象有导热、对流传热和辐射传热，下面分别介绍这三种情况下的传热温差计算公式。
1.导热传热：
导热是指物体通过直接接触而传递热量的过程，可以通过以下公式计算传热温差：
Q=k*A*ΔT/L
其中，Q表示传导热量，单位为瓦特（W）；
k是物体的导热系数，单位为瓦特/米·摄氏度（W/m·℃）；
A是传热的截面积，单位为平方米（m^2）；
ΔT是传热物体之间的温度差，单位为摄氏度（℃）；
L是传热的长度或厚度，单位为米（m）。
这个公式适用于导热现象，例如热传导在固体和液体中的传热过程。
2.对流传热：
对流传热是指通过流体或气体的流动而传递热量的过程，可以通过以下公式计算传热温差：
Q=h*A*ΔT
其中，Q表示传递的热量，单位为瓦特（W）；
h是热传递系数，单位为瓦特/平方米·摄氏度（W/m^2·℃）；
A是传热的表面积，单位为平方米（m^2）；
ΔT是传热流体与外界或另一个流体之间的温度差，单位为摄氏度（℃）。
这个公式适用于对流现象，例如气体或液体通过自然对流或强制对流
的传热过程。
3.辐射传热：
辐射传热是指通过电磁辐射传递热量的过程
Q=ε*σ*A*(T2^4-T1^4)
其中，Q表示传递的热量，单位为瓦特（W）；
ε是发射率，表示物体发射电磁辐射的能力，无单位；
σ是斯蒂芬—玻尔兹曼常量，为5.67×10^-8瓦特/平方米·开尔文
的第四次方（W/m^2·K^4）；
A是传热表面积，单位为平方米（m^2）；
T1和T2分别是两个物体的温度，单位为开尔文（K）。
这个公式适用于通过热辐射进行传热的过程，例如太阳辐射、火焰辐
射等。
以上就是常见的导热、对流传热和辐射传热的传热温差计算公式，它
们可以帮助我们 quantitatively 分析不同传热情况下的传热速率和效果，对于实际热工问题的研究和工程设计具有重要意义。