翅片管換熱器基礎(chǔ)資料

1、第五講熱物性參數(shù)和單位主講人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉紀(jì)福教授在第四講中，介紹了與翅片管相關(guān)的計(jì)算式，其中，多次應(yīng)用流體的物性參數(shù)，如流體的密度，粘度，導(dǎo)熱系數(shù)，等等。每一種流體都有它自己的獨(dú)特的物理參數(shù)，就像生物科學(xué)中的“基因”一樣，這些物性參數(shù)構(gòu)成了流體本身區(qū)別于其它流體的特性。例如，大家所熟知的空氣和水，物理性質(zhì)是截然不同的，拿密度而言，在常溫下水的密度為1000 kg/m 3; 而空氣的密度僅為1.2 kg/m 3 .左右。與熱有關(guān)的物性叫熱物性，由于流體的熱物性對傳熱和阻力都有極大的影響，而且是計(jì)算和設(shè)計(jì)中不可缺少的數(shù)據(jù)，因而本講將要介紹幾種常用流體的熱物性參數(shù)。 應(yīng)當(dāng)指出， 幾乎所有的物性

2、參數(shù)都是通過大量的細(xì)致的實(shí)驗(yàn)得出來的，并有相關(guān)的專著可供選用。1 空氣，煙氣，水，水蒸氣的熱物理性質(zhì)表?？紤]到翅片管換熱器的應(yīng)用特點(diǎn)，管外翅片側(cè)主要與空氣或煙氣打交道，而管內(nèi)流動(dòng)的主要是水和水蒸氣，偶爾也有其他流體，如制冷劑等。 所以下面給出的熱物性表基本上能滿足翅片管換熱器的計(jì)算要求。見下面相關(guān)附錄附錄 8干空氣的熱物理性質(zhì)附錄 9大氣壓力下煙氣的熱物理性質(zhì)附錄 10飽和水的熱物理性質(zhì)附錄 11干飽和水蒸氣的熱物理性質(zhì)附錄 13幾種飽和液體的熱物理性質(zhì)專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。上表適用于1 個(gè)大氣壓（100000 pa ）下的空氣，對于在管道中流動(dòng)的空氣，在鼓風(fēng)機(jī)或引鳳機(jī)的作用下，其壓

3、力可能在大氣壓上下波動(dòng)，但一般波動(dòng)幅度不超過1 個(gè)大氣壓的1%，故上表仍是適用的。專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。2 幾個(gè)常用單位的說明（1）力的單位。從中學(xué)物理知道，力= 質(zhì)量加速度，對于1 kg 質(zhì)量的物體，當(dāng)其加速度為 1 m / s2 時(shí)，就構(gòu)成了力的單位：牛頓（n ） ,所以，1 n = 1 kg 1 m/s2 = 1 kg.m /s 2 .專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。( 2 ) 壓力或壓強(qiáng)單位為 pa：因?yàn)?壓力 =力 / 面積，即單位面積上承受的力，所以1 pa22= 1 n /

4、1 m = 1 kg / ( m s .).;應(yīng)該記住， 1個(gè)大氣壓 = 100000 pa = 10 5 pa.= 0.1 mpa ( 兆帕 )(3) 功 ，能量，熱量的單位。由中學(xué)物理可知，功= 力 距離，單位是焦耳（j），1 j = 1 n 1 m = 1 kg.m 2 / s2 .應(yīng)當(dāng)記住，熱量是能量的一種，其單位同樣是焦耳（j），或千焦耳（ kj）(4) 功率的單位。單位時(shí)間做的功叫功率，其單位是我們所熟知的瓦（w ），1 w = 1 j / s ， 或 1 kw = 1 kj / s（5）目前，工程上經(jīng)常用千卡或大卡（kcal ）作為熱量的計(jì)量單位。1 千卡的物理含義是： 1 公斤

5、的水溫度升高1 度或降低1 度所吸收或放出的熱量。這一工程單位正逐漸被國際單位千焦（ kj）所代替。二者的換算關(guān)系為：1kj = 0.2388 kcal或 1 kcal = 4.1868 kj1kw. = 1 kj /s = 0.2388 kcal /s = 860 kcal /h例如，有一臺鍋爐，熱負(fù)荷為1200000 kcal / h ,其對應(yīng)的kw 數(shù)為：1200000 / 860 = 1395 kw 2 700 kw = 1.4 mw ( 1 mw = 106 w).3 物性表的應(yīng)用舉例：對于沒有學(xué)過相關(guān)專業(yè)課程的人士，要掌握各物性的含義并正確地應(yīng)用是有一定困難的，只能循序漸進(jìn)地熟悉它

6、。下面，通過幾個(gè)小例子來練習(xí)一下：（ 1）有一熱風(fēng)爐，所產(chǎn)生的熱風(fēng)在 200時(shí)的體積流量為 40000m 3/h, 試將其換算成質(zhì)量流量 kg/h.由上面的空氣物性表查得在200下的空氣密度=0.746 kg/m 3, 則空氣的質(zhì)量流量為：g = 40000 m 3/h 0.746 kg/m 3 = 29840 kg/h = 8.29 kg / s .進(jìn)一步將上述質(zhì)量流量換算成0下的體積流量，即標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時(shí)（nm3 /h）。由上表查得，在0下的空氣密度為 =1.293 kg/m 3，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量為：v = 29840 kg/h 1.293 kg/m 3 = 23078 nm 3

7、/h.請記住，質(zhì)量流量（kg/ h）或標(biāo)準(zhǔn)體積流量（nm 3/h）在流體的流動(dòng)和換熱過程中是保持不變的，是不隨溫度而變化的。(2) 在物性表中， 有一個(gè)與熱量計(jì)算有關(guān)的物理量- 比熱 cp, kj / (kg. ) .其物理意義從單位的表述中可以得知：1kg質(zhì)量的物體，當(dāng)溫度產(chǎn)生1 的變化時(shí)，該物體含有的熱能的變化（ kj） .專業(yè)文檔供參考，如有幫助請下載。試問，對于 1kg 的 800 的高溫?zé)煔猓?其含有的熱能是多少？由煙氣物性表查得， 800 下 的比熱 cp = 1.264kj / (kg. ) ，則 1kg 煙氣所包含的熱能為： 800 1.264 kj / (kg. )= 101

8、1.2 kj / kg。如果在經(jīng)過換熱器之后，煙氣的溫度降至200，問這時(shí)該1kg 煙氣所包含的熱能是多少？首先，查取200時(shí)的煙氣比熱cp = 1.097kj / (kg. ), 則 1kg 煙氣的熱能為：200 1.097 kj / (kg. )=219.7 kj / kg。（3）在飽和水的熱物理性質(zhì)表中，應(yīng)當(dāng)關(guān)注的是飽和溫度（t ）和飽和壓力（）的對應(yīng)關(guān)系。 所謂飽和狀態(tài)， 是指在一個(gè)只有水和水蒸汽共存的密閉容器中，在這一對應(yīng)的飽和溫度和飽和壓力下，液體變成蒸汽的分子數(shù)等于蒸汽變成液體的分子數(shù)，即處于相對的平衡狀態(tài)。試問，一臺產(chǎn)生. 飽和蒸汽的鍋爐，其蒸汽的出口溫度是多少？由水蒸汽熱物性表查得，0.6 對應(yīng)的蒸汽溫度約為158。（ 4）在飽和水和飽和水蒸氣的熱物性表中，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注的是兩個(gè)熱焓值：飽和水的熱焓 h和飽和蒸汽的熱焓 h ， ，其單位為 kj/kg ，物理意義是一公斤質(zhì)量的介質(zhì)所包含的熱能，熱能的計(jì)算起點(diǎn)是0。例如， 100下水的焓值h = 419.1 kj/kg， 而 100下水蒸氣的焓值為h， = 2675.7 kj/kg， 二者的差值：2675.7- 419.1= 2256.6 kj/kg = r。此處， r叫汽化潛熱，是水蒸氣熱物性表中的另一個(gè)重要物理量。好了，這一講就講到這兒，物性