(2.8)--第06章6.6.3换热器的设计型计算 (1).ppt

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1、6.6.3 换热器的设计型计算换热器的设计型计算（1）设计型命题：设计型命题：设计条件：设计条件：T1，T2，qm1cp1计算目的：计算目的：A（传热面积）（传热面积）（2）提供的传热方程：提供的传热方程：热量恒算式：热量恒算式：传热系数传热系数K:传热基本方程式：传热基本方程式：（3 3）可供选择条件）可供选择条件流向（逆流、并流等）流向（逆流、并流等）冷流体冷流体t t1 1冷流体冷流体 t t2 2,或或q qm2m2流速流速（4）选择依据选择依据流向流向逆流优于并流逆流优于并流理由之一：在换热器四个端值理由之一：在换热器四个端值T1，T2，t1，t2 相同情况下，相同情况下，tm逆逆t

2、m并并完成同样完成同样Q Q(KAKAt tm m)A A逆逆 A A并并 理由之二：逆流操作可以在更宽的范围内完成理由之二：逆流操作可以在更宽的范围内完成传热任务。传热任务。如：设如：设A=(讨论问题方便讨论问题方便)则则t tm m=0，热水：热水：qm1=2000kg/h；冷水冷水 qm2=3000kg/hT1=80 t1=10而逆流而逆流 则则 t t2max2max=58并流操作时并流操作时由操作线斜率由操作线斜率 即即t t2max2max=38并流时，冷水可达并流时，冷水可达 t t2max2max=T T2min2min冷流体入口冷流体入口t t1 1选择选择夏季与冬季水温夏季

3、与冬季水温t t不同，应该按夏天计算为安不同，应该按夏天计算为安全可靠。全可靠。t2或或qm2选择选择 t1确定后，确定后，t2或或qm2只须选一个，受热量衡算限只须选一个，受热量衡算限 制。制。(qmcp)1(T1-T2)=(qmcp)2(t2-t1)t2选选,qm2,t tm m,Q Q一定时，一定时，A A极限情况：极限情况：t t2max2max,q qm m2min2min时，时，t tm m=0，A=受热量恒算限制，要权衡操作费与设备费。受热量恒算限制，要权衡操作费与设备费。t2过高，工业用水中所含盐类析出，易结垢。过高，工业用水中所含盐类析出，易结垢。tm不易小于不易小于10 t

4、2不高于不高于45流速选择流速选择 从从 入手入手 尽量避免层流尽量避免层流若若2 21 1，则，则K K1 1，而而兼顾传热系数与压降兼顾传热系数与压降例：每小时例：每小时500kg的常压苯蒸气，用直立管壳式换的常压苯蒸气，用直立管壳式换热器加以冷凝，并冷却至热器加以冷凝，并冷却至30，冷却介质为，冷却介质为20的的冷水，冷却水的出口温度不超过冷水，冷却水的出口温度不超过 45。冷、热流体冷、热流体呈呈逆流流动逆流流动。已知苯蒸汽的温度为。已知苯蒸汽的温度为80 ，汽化潜，汽化潜热为热为390kJ/kg，平均比热容为，平均比热容为1.86KJ/（Kg.K），并估算出冷凝段的传热系数并估算出冷

5、凝段的传热系数 500w/m2.K，冷却段的，冷却段的传热系数为传热系数为100 w/m2.K。试求：。试求：（1）所需冷却水用量；）所需冷却水用量；（2）传热面积；）传热面积；（3）若采用并流方式所需的最小冷却水用量为多）若采用并流方式所需的最小冷却水用量为多 少？少？解：解：（1）冷却水用量计算）冷却水用量计算（2）传热面积）传热面积 设在冷却段与冷凝段交界处冷却水的温度为设在冷却段与冷凝段交界处冷却水的温度为 t2 根据热量衡算根据热量衡算冷却水用量：冷却水用量：LT1t1T2t2L冷凝冷凝Q1冷却冷却Q2冷凝段的对数平均温差及所需传热面积：冷凝段的对数平均温差及所需传热面积：冷却段的对数平均温冷却段的对数平均温差及所需传热面积：差及所需传热面积：LT1t1T2t2L冷凝冷凝Q1冷却冷却Q2所需总面积：所需总面积：（3）t1LT1T2t2?若采用并流方式，为达到冷却要求，冷却水若采用并流方式，为达到冷却要求，冷却水的最高出口温度为的最高出口温度为 30，故冷却水的最小用量，故冷却水的最小用量所需的传热面积无穷大所需的传热面积无穷大