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1、环境工程原理期末总结2014.12.31主要内容绪论物料衡算与热量衡算传热原理（计算1）沉降过滤传质原理吸收（计算1）反应工程（计算1）总传热公式Q的计算K的计算Δtm的计算总衡算导热对流热辐射强化传热过程知识关联图温差差别(局部)热量衡算方程：传热速率Q的计算：牛顿冷却定律：导热速率方程平壁：圆筒壁：辐射传热速率总传热系数的计算：对流传热系数的求解导热系数：物性参数金属>非金属固体>液体>气体当流体被加热时，n=0.4；流体被冷却时，n=0.3。上式的应用条件：考试中一般满足物性参数的定性温度为流体进出口的平均温度。对流传热系数无相变：管内强制对流的影响因素：1
2、.进口段的影响2.热流方向的影响3.自然对流的影响4.其他因素的影响：管路弯曲，表面粗糙度增大管内强制对流传热系数的途径：在管路条件不变的情况下，增大流速，α增大。在流量不变的情况下，减小管径或采用蛇管。注意：此时α并不与管径尺寸成反比。变化的根本原因：层流底层的厚度的变化有相变：冷凝：影响冷凝传热的因素，如何影响冷凝液层的厚度沸腾：沸腾的过热度与传热系数的关系临界点表面汽化沸腾条件－－过热，气化核心强化传热措施传热平均温度差的计算：首先依据题意，画出流体温度在传热设备中的变化趋势；其次，计算两流体流体进口温差、出口温差；求对数平均值传热过程强化的途径1.增大总传
3、热系数：2.增大传热面积3.增大传热平均温度差逆流优于并流如何有效提高K？控制热阻法：，Rs可忽略时，K接近于小一方；若大>>小，小≈K如汽水冷凝水此时，有效提高K的途径为提高小黑体、镜体、透过体、灰体、黑度εPlancklaw辐射热传导－－基本概念、基本原理基本概念基本原理(2)Stefan-Boltzmannlaw(四次方定律)(3)Kirchhofflaw减小热辐射的措施沉降颗粒特性离心重力沉降过滤非均相分离过程知识关联图斯托克斯公式传热综合题有一列管换热器，外表面积为40m2，列管为φ25×2.5mm的钢管。用饱和水蒸气将处理量为2.5×1
4、04kg/h的油从40℃加热到80℃。油走管程，流动状态为湍流。蒸气走壳程，水蒸气压力为0.2MPa(绝压)，冷凝给热系数α=1.2×104W/(m2.K)，油的平均比热容cp=2.1×103J/(kg.K)。⑴当油的处理量增加一倍时，油的出口温度为多少？若要保持油的出口温度仍为80℃，此换热器是否够用？⑵若不够用，可采取哪些措施？⑶并联或串联多大的换热器才够用？解：⑴当油的处理量增加一倍时，油的出口温度为多少？若要保持油的出口温度仍为80℃，此换热器是否够用？查表知2atm水蒸气的饱和蒸气温度ts=120℃列管换热器,A=40m2,φ25×2.5mm钢管。油走管
5、程,ms2=2.5×104kg/h,t1=40℃,t2=80℃,湍流,cp=2.1×103J/(kg.K)。蒸气走壳程,ps=0.2MPa(绝压),α=1.2×104W/(m2.K)。K为基于管外表面积A的总传热系数查得钢管导热系数λ=45W/(m.K)，则列管换热器,A=40m2,φ25×2.5mm钢管。油走管程,ms2=2.5×104kg/h,t1=40℃,t2=80℃,湍流,cp=2.1×103J/(kg.K)。蒸气走壳程,ps=0.2MPa(绝压),α=1.2×104W/(m2.K)。∵α1>>α2∴α2≈K当油的流量增加一倍时，u’=2u若油出口温度仍为
6、80℃时：列管换热器,A=40m2,φ25×2.5mm钢管。油走管程,ms2=2.5×104kg/h,t1=40℃,t2=80℃,湍流,cp=2.1×103J/(kg.K)。蒸气走壳程,ps=0.2MPa(绝压),α=1.2×104W/(m2.K)。若换热面仍为40m2，油的出口温度t’可解得：t’=76.2℃A’>A，所以换热面不够。列管换热器,A=40m2,φ25×2.5mm钢管。油走管程,ms2=2.5×104kg/h,t1=40℃,t2=80℃,湍流,cp=2.1×103J/(kg.K)。蒸气走壳程,ps=0.2MPa(绝压),α=1.2×104W/(m2
7、.K)。⑵若不够用，可采取哪些措施①增大传热面──并联或串联一台换热器②提高加热蒸气的压力，以提高传热推动力③加添加物，增加扰动──提高管程对流给热系数，以降低管程热阻⑶并联或串联多大的换热器才够用？要考虑哪些因素？并联一台同样大小的换热器，流量ms’增加一倍，传热面增加一倍，流速不变，传热系数K不变──正好够用。列管换热器,A=40m2,φ25×2.5mm钢管。油走管程,ms2=2.5×104kg/h,t1=40℃,t2=80℃,湍流,cp=2.1×103J/(kg.K)。蒸气走壳程,ps=0.2MPa(绝压),α=1.2×104W/(m2.K)。若串联一台换热
8、器，由上面
