传热应用技术 教学课件 作者 薛叙明 主编 李平辉 主审 模块一 传热技术传热任务六.ppt

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1、对一般换热器而言，增加A意味着增加金属材料的用量，增加其设备的投资费用。应注意孝虑增加单位体积内的有效接触面积，使其设备更紧凑、结构更合理，也是强化传热的一个重要途径。如：在圆管上加上翅片。如教材76-77页图。1.增加传热面积A一、强化传热的途径(c)多孔翅片(a)光直翅片(b)锯齿翅片任务六传热技术应用及知识拓展一般在生产上，冷、热两种流体的温度是由工艺条件所规定，不能随意变更，当两种流体都是变温流体时，采用逆流操作，可以得到较大的传热温度差。一般对于流体的流向已经确定了的流体，往往是无注改变的。2.增加传热温度

2、差常见的翅片形式3.提高传热系数K值强化传热最有效的途径还是提高K值。（1）增加流体的湍流程度，减少层流边界层的厚度。即为增大流体的流速，改变流体的流动方向。（2）采用导热较大的载热体。（3）尽量采用有相变的载热体，可以得到高的对流传热膜系数。（4）防止结垢及及时除垢，减少污垢热阻。二、热损失与节能（一）设备和管道的热损失与绝热1.设备和管道的热损失QT＝QC+QR＝(αC+αR)Sw(Tw－Tf)＝αTSw(Tw－Tf)QT——设备通过对流-辐射联合方式向周围介质散失的热量，W；QC——设备通过对流方式向周围介质散

3、失的热量，W；QR——设备通过辐射方式向周围介质散失的热量，W；αC、αR——对流传热和辐射传热的给热系数，W/m2·K；αT——对流－辐射联合给热系数，W/m2·K；Sw——设备或管道的外壁面积，m2；Tw、Tf——设备或管道的外壁温度和周围介质温度，K。2.设备和管道的绝热保温（1）保温层结构及基本要求保温材料性能与结构要求：①热导率低②材料密度合适③有足够的机械强度④吸水率小⑤使用温度能满足工艺要求⑥化学稳定性好⑦结构简单，材料消耗量小，价格低廉、施工方便。材料名称密度（kg·m-3）热导率（W·m-1·℃-1

4、）极限使用温度（℃）最高使用温度（℃）硅酸钙制品170～2400.055～0.064～650550泡沫石棉30～500.046～0.059-50～500岩棉、矿渣棉制品60～2000.044～0.049-200～600600玻璃棉40～1200.044-183～400300普通硅酸铝纤维100～1700.046～850膨胀珍珠岩散料80～2500.053～0.075-200～850硬质聚氨脂泡沫塑料30～600.0275-180～100-65～80酚醛泡沫塑料30～500.035-100～150常用保温材料的性能（2

5、）保温的理论计算对稳定传热对于平壁(当D≥1m时可看作平壁)（3）绝热保温层厚度的确定保温材料热导率/（W·m-1·℃-1）流体温度/（℃）不同管道直径的保温层厚度（mm）<50mm60~100mm125~200mm225~300mm325~400mm0.08710040506070700.09320050607080800.10530060708090900.116400708090100100一般管道保温层厚度的选择（二）化工生产中的节能途径1、充分回收工艺过程中的废热2、合理使用不同质级的热能3、加强管理，落实

6、措施，减少热损三、列管换热器的选型计算1.根据工艺任务，计算热负荷2.计算tm3.依据经验选取K，估算A4.确定冷热流体流经管程或壳程，选定u先按单壳程多管程的计算，如果<0.8，应增加壳程数；由u和V估算单管程的管子根数，由管子根数和估算的A，估算管子长度，再由系列标准选适当型号的换热器。5.核算K分别计算管程和壳程的，确定垢阻，求出K，并与估算的K进行比较。如果相差较多，应重新估算。6.计算根据计算的K和tm，计算A，并与选定的换热器A相比，应有10%~25%的裕量。(1)流体流经管程或壳程的选择管程：不

7、清洁或易结垢、腐蚀性、有毒的、压力高的流体、高温加热剂和低温冷却剂。壳程：饱和蒸汽、需要冷却、粘度大或流量小的流体。(2)流体uu选择是经济上权衡的问题，但要避免层流流动。uK，在同Q、tm下A，节省设备费；uHf，操作费用增加；选用换热器中的有关问题：注意(3)换热器中管子的规格和排列方式管子的规格：19×2mm和25×2.5mm管长：1.5m、2.0m、3.0m、6.0m排列方式：正三角形正方形直列正方形错列