热质交换原理与设备课件第7章.ppt

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1、第7章7.1　间壁式热质交换设备的热工计算7.2　混合式热质交换设备的热工计算7.3　燃烧装置的热工计算7.1　间壁式热质交换设备的热工计算7.1.1　热工计算的基本公式［1］7.1.2　热工计算的基本方法和基本类型7.1.3　散热器的热工计算7.1.4　管壳式换热器的热工计算7.1.5　板式热水换热器的热工计算7.1.6　空气加热器的热工计算7.1.7　空气冷却器的热工计算7.1.1　热工计算的基本公式［1］1.传热方程式2.传热面积3.传热系数4.传热温差3.传热系数(1)无污垢光管管壁(2)有污垢光管管壁　热

2、质交换设备在运行过程中，由于流体的杂质、生锈或是流体与壁面材料之间的其他反应，换热表面常常会被污染。(3)平壁　由于传热管壁的相对厚度很小，所以换热器壁面的传热系数可近似用平壁传热系数公式进行计算。(4)干工况肋片管管壁　为加强传热，有时在表面传热系数较小的一侧管壁上加装肋片，例如空调系统中使用的空气冷却器。(5)湿工况肋片管壁　在间壁式空气冷却器中，当壁面温度低于空气的露点温度，空气中水蒸气凝结，在肋片表面上形成一层水膜，这时传热系数与无凝结水时有所不同。表7-1　污垢热阻流　　体污垢热阻/(·K/W)硬度不大的

3、井水、自来水1．8×1经处理后的冷却塔或喷水室循环水1．8×1未经处理的冷却塔或喷水室循环水5．0×150℃以下的经处理的锅炉给水1．0×150℃以上的经处理的锅炉给水2．0×1硬水5．0×1燃料油9．0×1制冷液2．0×17.1.2　热工计算的基本方法和基本类型1.对数平均温差法2.效能传热单元数法3.热工计算类型4.两种计算方法的比较和适用范围表7-2　各种不同形式换热器的传热效换热器类型关　系　式同心套管式顺流ε＝逆流ε=(＜1)ε=(=1)管壳式换热器单壳多管(管数为2，4，6，…)ε=2n壳多管(管数为

4、2n,4n,…)ε＝叉流两种流体均不混流ε=1-expε=(1-exp｛-［1-exp(-NTU)］｝)ε=1-exp｛-［1-exp(-(-NTU))］｝所有的换热器（=0）ε=1-exp(-NTU)图7-1　顺流同心套管式图7-2　逆流同心套管式图7-3　壳管式换热器单壳多管图7-4　壳管式换热器n壳多管图7-5　叉流两种流体均不混流图7-6　叉流一种流体混流另一种流体不混流7.1.3　散热器的热工计算1.散热器的面积2.散热器内热媒平均温度3.散热器的传热系数4.散热器片数或长度的确定7.1.4　管壳式换热器

5、的热工计算1.传热温差2.传热系数3.换热器的阻力计算图7-7　换热器温度变化示意图2.传热系数1)水在管内或管间沿管壁流动，流态处于紊流时2)水横穿过管束流动，流态处于紊流时3)蒸汽在竖壁或竖管上的膜状凝结4)蒸汽在水平管束上的膜状凝结3.换热器的阻力计算1)换热器内流速按推荐流速确定。2)管程阻力计算，管内介质流动阻力计算公式为3)壳程阻力计算，管间介质流动阻力计算公式为4)局部阻力损失系数的确定，换热器内局部阻力系数按附录F选取。2)计算用户循环水量和外网的蒸汽流量。3)热网回水从水—水换热器出来进入汽—水换

6、热器前的水温t24)汽—水换热器的选择计算。5)水—水换热器的选择计算。表7-3　管壳式换热器推荐流速换热器种类流体速度/（m/s）汽—水换热器水—水换热器管内1～31～3管间10～150．5～1．5管内为水、管间为蒸汽图7-8　热力站内换热器加热系统7.1.5　板式热水换热器的热工计算2)外网进入热水供应用户的水流量3)加热水的流通断面积。4)被加热水的流通断面积。5)选型。6)实际流速。7)传热系数。8)传热温差9)传热面积10)需要的片数11)实际片数。12)流动阻力。7.1.6　空气加热器的热工计算1.初选

7、加热器型号2.计算传热系数K3.计算加热面积和所需台数4.阻力计算7.1.7　空气冷却器的热工计算1.计算类型2.计算参数3.计算公式4.设计性计算的计算步骤5.校核性计算的计算步骤表7-4　空气冷却器热工计算类型计算类型已知条件待求内容设计性计算空气量、空气初状态、空气终状态空气冷却器型号、台数、排数、冷却水初温、终温、冷水量和冷量校核性计算空气量、空气初参数、冷却器型号、台数、排数、冷却水初温、冷水量空气终参数、冷却水终温2.计算参数(1)热交换效率系数(2)接触系数(3)传热系数　对于既定结构的空气冷却器，其

8、传热系数受内、外表面的表面传热系数和析湿系数的影响。图7-9　空气冷却器热交换效率系数的线算图图7-10　空气冷却器处理空气的状态变化图7-11　接触系数推导图4.设计性计算的计算步骤(1)计算接触系数(2)确定冷却器排数　根据计算出的接触系数，查附录H，确定冷却器排数。(3)确定冷却器型号和参数　假定迎面风速，求迎风面积。(4)校核接触系数　按冷却器型号、