气化器基础知识PPT学习教案.pptx
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1、会计学 1气化(q hu)器基础知识第一页,共46页。212-1 12-1 传热传热(chun r)(chun r)过程过程 1.1.通 通过 过平 平壁 壁的 的传 传热 热(chun(chun r)r)过程 过程 tw2 tw1 0 xt h1 tf1 h2 tf2 tw1 tw2 tf1 tf2 传热系数 传热系数 第1页/共46页第二页,共46页。3通过多层平壁的传热 通过多层平壁的传热(chun r)(chun r)过程 过程 第2页/共46页第三页,共46页。42.2.通通过过圆圆管管壁壁(un(un b)b)的的传热过程传热过程 第3页/共46页第四页,共46页。5在 在稳 稳态
2、 态情 情况 况(qngkung)(qngkung)下 下,上 上面 面三 三式 式中 中的 的 是 是相 相同 同的 的,于 于是 是可 可得 得 上 上式 式可 可以 以(ky)(ky)写成 写成 以圆管外壁面积为基准 以圆管外壁面积为基准(jzhn)(jzhn)计算的传热系数 计算的传热系数 第4页/共46页第五页,共46页。6 通过 通过n n层圆管的稳态传热 层圆管的稳态传热(chun r)(chun r)过程 过程第5页/共46页第六页,共46页。74.4.通 通过 过(tnggu)(tnggu)肋 肋壁 壁的 的传 传热 热过程 过程 对 对于 于两 两侧 侧表 表面 面传 传热
3、 热系 系数 数相 相差 差较 较大 大的 的传 传热 热过 过程 程,在 在表 表面 面传 传热 热系 系数 数较 较小 小的 的一 一侧 侧壁 壁面 面上 上加 加肋 肋(扩 扩大 大换 换热 热面 面积 积(min j)(min j))是强化传热的有效措施。假设:)是强化传热的有效措施。假设:第6页/共46页第七页,共46页。8第7页/共46页第八页,共46页。9根 根据 据肋 肋片 片效 效率 率(xio(xio l)l)的 的定义 定义 称为 称为肋面总效率。肋面总效率。一般情况下 一般情况下,。第8页/共46页第九页,共46页。10联 联立 立以 以上 上(yshng)(yshng
4、)各 各式 式,可得 可得 k1 k1 称 称 为 为(chn(chn wi)wi)以 以 光 光 壁 壁 表 表 面 面 积 积 为 为 基 基 准 准 的 的 传 传 热 热 系 系 数 数,表达式为 表达式为 称为 称为肋化系数。肋化系数。第9页/共46页第十页,共46页。11 加肋后,肋侧的对流换热热阻是 加肋后,肋侧的对流换热热阻是,而加肋前为 而加肋前为,合 合理 理(hl)(hl)选 选择 择肋 肋化 化系 系数 数。工 工程 程上 上,通 通常 常(tngchng)(tngchng)采 采用 用以 以肋 肋侧 侧表 表面 面积 积A2 A2为 为基 基准 准的 的传 传热系数
5、热系数k2 k2来计算 来计算 第10页/共46页第十一页,共46页。125.5.复合 复合(fh)(fh)换热 换热 复 复 合 合(fh)(fh)换 换 热 热 通 通 常 常 指 指 对 对 流 流 换 换 热 热 与 与 辐 辐 射 射 换 换 热 热 同 同 时 时 存 存在 在 的 的 换 换 热 热 过 过 程 程。工 工 程 程 上 上 一 一 般 般 将 将 辐 辐 射 射 换 换 热 热 量 量 折 折 合 合 成 成 对 对 流 流 换 换热量进行计算,为此引进辐射换热表面传热系数 热量进行计算,为此引进辐射换热表面传热系数 第11页/共46页第十二页,共46页。13 换
6、热器换热器 换 换 热 热 器 器:用 用 来 来 实 实 现 现 热 热 量 量 从 从 热 热 流 流 体 体(lit)(lit)传 传 递 递 到 到 冷 冷 流 流 体 体(lit)(lit)的装置。的装置。1.1.换热器的分类 换热器的分类(fn li)(fn li)按照换热器的工作 按照换热器的工作(gngzu)(gngzu)原理,可分为 原理,可分为 混 混合 合式 式:换 换热 热器 器内 内冷 冷、热 热流 流体 体直 直接 接接 接触 触、互 互相 相混 混合 合来实现热量交换。来实现热量交换。蓄 蓄热 热式 式:冷 冷、热 热两 两种 种流 流体 体依 依次 次交 交替
7、替地 地流 流过 过换 换热 热器 器的 的同一换热面(蓄热体)实现非稳态的热量交换。同一换热面(蓄热体)实现非稳态的热量交换。间 间壁 壁式 式:换 换热 热器 器内 内冷 冷、热 热流 流体 体由 由壁 壁面 面隔 隔开 开,热 热量 量由 由热 热流 流体 体到 到冷 冷流 流体 体传 传递 递过 过程 程是 是由 由热 热流 流体 体与 与壁 壁面 面间 间的 的对 对流 流换 换热 热、壁 壁的 的导 导热 热、壁面与冷流体间的对流换热三个环节组成的传热过程。壁面与冷流体间的对流换热三个环节组成的传热过程。第12页/共46页第十三页,共46页。14 按照结构 按照结构(jigu)(j
8、igu)间壁式换热器可分为 间壁式换热器可分为(1 1)管壳式换热器 管壳式换热器 由 由管 管子 子和 和外 外壳 壳(wi(wi k)k)构 构成 成的 的换 换热装置 热装置 套管式换热器示意图 套管式换热器示意图 第13页/共46页第十四页,共46页。15(2 2)肋片管式换热器 肋片管式换热器 由 由带 带肋 肋片 片的 的管 管束 束构 构成 成的 的换 换热 热装 装置 置,适 适用 用于 于管 管内 内液 液体 体和 和管 管外 外气 气体 体之 之间 间的 的换 换热 热,且 且两 两侧 侧表 表面 面(biomin)(biomin)传 传热 热系 系数 数相 相差 差较 较
9、大的场合。大的场合。第14页/共46页第十五页,共46页。16(3 3)板式 板式(bnsh)(bnsh)换热器 换热器 由 由若 若干 干片 片压 压制 制成 成型 型(chngxng)(chngxng)的 的波 波纹 纹状 状金 金属 属板 板叠 叠加 加而 而成 成,传热系数高、阻力相对较小、结构紧凑 传热系数高、阻力相对较小、结构紧凑。第15页/共46页第十六页,共46页。17(4 4)板翅式换热器 板翅式换热器 由 由金 金属 属板 板和 和波 波纹 纹板 板形 形翅 翅片 片层 层叠 叠、交 交错 错(jiocu)(jiocu)焊 焊接 接而成,结构紧凑。而成,结构紧凑。(5 5)
10、螺 螺 旋 旋(luxun)(luxun)板 板 式 式换热器 换热器 由 由两 两块 块平 平行 行金 金属 属板 板卷 卷制 制而 而成 成,工 工艺 艺(gngy)(gngy)简 简单 单、价格低廉,流通阻力小。价格低廉,流通阻力小。第16页/共46页第十七页,共46页。18 间壁式换热器中冷、热流体的相对流动 间壁式换热器中冷、热流体的相对流动(lidng)(lidng)方向 方向 在 在冷 冷、热 热流 流体 体进 进口 口温 温度 度相 相同 同、流 流量 量相 相同 同、换 换热 热面 面面 面积 积相 相同 同的 的情 情况 况下 下,流 流动 动型 型式 式影 影响 响冷 冷
11、、热 热流 流体 体的 的出 出口 口温 温度 度、换 换热 热温 温差、换热量以及 差、换热量以及(yj)(yj)换热器内的温度分布。换热器内的温度分布。第17页/共46页第十八页,共46页。19三、翅片管换热器 特点(tdin):增加A,增强管外流体的湍流来提高。重要的应用场合(chng h):空气冷却器 管外加翅片,大大改善(gishn)了空气侧的传热效果 翅 片 管 换 热 器第18页/共46页第十九页,共46页。20 2.2.换热器的传热 换热器的传热(chun r)(chun r)计算 计算 换热器的传热 换热器的传热(chun r)(chun r)计算分为两种类型:计算分为两种类
12、型:设 设 计 计 计 计 算 算:根 根 据 据 换 换 热 热 条 条 件 件 和 和 要 要 求 求,设 设 计 计 一 一 台 台 新 新 换 换 热 热 器 器,为此 为此(wi c)(wi c)需要确定换热器的类型、结构及换热面积。需要确定换热器的类型、结构及换热面积。校 校核 核计 计算 算:核 核算 算已 已有 有换 换热 热器 器能 能否 否满 满足 足换 换热 热要 要求 求,一 一般 般需 需要 要计算流体的出口温度、换热量及流动阻力等。计算流体的出口温度、换热量及流动阻力等。换 换热 热器 器计 计算 算的 的两 两种 种方 方法 法:平 平均 均温 温差 差法 法和
13、和效 效能 能-传 传热 热单 单元 元数法。数法。平均温差法:平均温差法:(1 1)换热器的传热平均温差:)换热器的传热平均温差:传热过程的计算公式:传热过程的计算公式:换热器的传热过程:换热器的传热过程:第19页/共46页第二十页,共46页。21对 对 数 数 平 平 均 均(pngjn)(pngjn)温差:温差:时:时:第20页/共46页第二十一页,共46页。22 对 对于 于(duy)(duy)其 其它 它流 流动 动型 型式 式,平 平均 均传 传热 热温 温差 差可 可以 以采 采用 用下 下式计算:式计算:为 为冷 冷、热 热流 流体 体进 进、出 出口 口温 温度 度相 相同
14、同情 情况 况下 下逆 逆流 流时 时的 的对 对数 数平 平均 均温 温差 差;为 为小 小于 于1 1的 的修 修正 正系 系数 数,其 其数 数值 值可 可查 查阅换热器设计手册的线算图。如:阅换热器设计手册的线算图。如:1 1壳程,壳程,2 2、4 4、6 6、8 8 管程的 管程的 值 值 第21页/共46页第二十二页,共46页。23(2 2)换热器传热)换热器传热(chun r)(chun r)计算的平均温差法:计算的平均温差法:换热器传热 换热器传热(chun r)(chun r)计算的基本公式:计算的基本公式:3 3个 个 方 方 程 程 有 有 8 8个 个 独 独 立 立
15、变 变 量 量,只 只 要 要 知 知 道 道 其 其 中 中(qzhng)5(qzhng)5个变量,可求其它 个变量,可求其它3 3个。个。1 1)设计计算:)设计计算:根 根据 据生 生产 产任 任务 务的 的要 要求 求,给 给定 定冷 冷、热 热流 流体 体的 的质 质量 量流 流量 量 和 和4 4个 个进 进出 出口 口温 温度 度中 中的 的3 3个 个,需 需确 确定 定换 换热 热器 器的型式、结构,计算传热系数 的型式、结构,计算传热系数kk及换热面积 及换热面积AA。第22页/共46页第二十三页,共46页。24 设计计算 设计计算(j sun)(j sun)步骤:步骤:(
16、a)(a)根 根据 据给 给定 定的 的换 换热 热条 条件 件,如 如流 流体 体性 性质 质、温 温度 度和 和压 压力 力范 范围 围等 等,选 选择 择换 换热 热器 器类 类型 型,布 布置 置换 换热 热面 面,计 计算 算换 换热 热面两侧对流换热的表面传热系数 面两侧对流换热的表面传热系数 及传热系数 及传热系数kk;(b)(b)根据 根据(gnj)(gnj)给定条件,由式 给定条件,由式求出未知的进、出口 求出未知的进、出口(ch ku)(ch ku)温度,并求出换热量 温度,并求出换热量;(c)(c)由 由4 4个 个进 进、出 出口 口温 温度 度及 及流 流动 动型 型
17、式 式求 求平 平均 均温 温差 差;(d)(d)由式 由式 求出所需的换热面积 求出所需的换热面积A A;(e)(e)计 计算 算换 换热 热器 器的 的流 流动 动阻 阻力 力,如 如果 果阻 阻力 力过 过大 大,会 会加 加大 大设 设备 备的投资和运行费用,须改变方案,重新设计。的投资和运行费用,须改变方案,重新设计。第23页/共46页第二十四页,共46页。25 2 2)校核)校核(xio h)(xio h)计算:计算:已 已知 知已 已有 有换 换热 热器 器的 的换 换热 热面 面积 积AA、两 两侧 侧流 流体 体的 的质 质量 量流 流量 量、进 进口 口温 温度 度 等 等
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