传热效率的方法及传热系数的计算.doc

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1、换热器热工性能指标计算方法的探讨*　　郭瑞琪　张传聚　裘烈钧　　摘要　换热器在供热、空调、生活以及其它领域中大量应用，但在热工性能方面，如热效率、传热系数等方面，其计算方法如何正确表示，尚待进一步商榷。本文综合有关资料，对热效率的表示方式和传热系数的计算方法提出几点看法。　　关键词　换热器　热效率　传热系数　　中图分类号　TU822.2VIEWSCONCERNINGCALCULATIONMETHODOFHEATEXCHANGERTHERMALCHARACTERISTICSlNDEXGuoRuiqi　ZhangChuanju　QiuLiejun　　ABSTRACT　Now

2、someheatexchangersofhighefficienceandsize,forexample,floatablepipe,spiralpipeandplateheatexchangers,findoutwideapplicationinheating,airconditioning,dailylifeandsoon,andeconomicandsocialbenefitaregreatlyachieved.Howerer,thereareproblemwhatcalculationmethodofthormalcharactericsindex,forins

3、tance,heatefficienty,heattransfercoefficientandsoonaretoberesearched.Viewsareputforwardaboutwaysofheatefficiencyandcalculationmethodofheattransforcoefficientsotodiscuss.　　KEYWORDS　heatexchanger,heatefficiency,heattransfercoefficient1　换热器热效率计算表达式　　现在许多热工测试中心，对换热器热效率测定时，采用如下的公式，即输出热量与输入热量之

4、比：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)　　该公式只能表达热效率的普通概念，因为它只反映出该换热器外壳绝热性能的优劣，不能反映换热器结构本身的特点。实际上，不同的热力设备都具有自身的热力特点。应结合这些特点，寻找出更合适的热效率表达式，以达到能确切地反映换热器热工性能的优劣，便于对换热器做出客观的评价和提出改进措施。　　锅炉热效率表达式是从热平衡的角度出发，热效率表示其有效利用热量Q1与全部输入锅炉热量Qr之比，即：　　ηge＝×100％　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)　　Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q

5、5+Q6　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3)式中:Q1—有效利用热量；　　Q2～Q6—锅炉各项热损失。　　从式中可以看出，要提高锅炉的热效率，就需要将锅炉各项热损失减少到最小。　　同锅炉一样，换热器也有一个最大可传递热量的概念存在，这样的换热器实际上是一个理想换热器。下面以水－水式换热器为例说明。水－水换热器的换热基本方程式为：　　Q＝G1C(T1-T2)＝G2C(t2-t1)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(4)　　Q＝KFΔtp　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(5)式中

6、：G1、G2－加热工质，被加热工质的流量；　　T1、T2－加热工质进出换热器的温度；　　t1、t2－被加热工质进出换热器的温度；　　C－水的比热；　　K、F－换热器的传热系数和传热面积；　　Δtp加热与被加热工质之间的对数平均温度差。　　根据前述理想换热器的定义，要使加热工质的热量最大限度的传给被加热工质，那么被加热工质的温度变化曲线2将变为温度变化曲线3(见图1)。此时Δtx→0，即t2＝T1。即换热器一端的温度差消失。这种换热器传递热量为最大，称为理想换热器，因为它实际上并不存在(因为Δtx＝0，Δtd→0，则需KF→∞)。但是和锅炉热效率一样，它就是全部可传递的热

7、量。由此，换热器的热效率表达式应为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(6)图1　换热器传热过程温度分布　　由(4)知，理想换热器最大可传递热量：　　QLx＝G2C(T1-t1)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(7)　　被加热工质的吸收的真实热量：　　Q2＝G2C(t2-t1)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(8)　　将式(7)(8)代入式(6)得:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9)　　实际上，上式就是温度效率公式。式中温度符号意