傳熱操作課件精講

1、 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-271單元三單元三 傳傳 熱熱單元四單元四 蒸蒸 發(fā)發(fā)單元五單元五 干干 燥燥 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-272 了解各類型換熱器的結(jié)構(gòu)、特點及應用；了解各類型換熱器的結(jié)構(gòu)、特點及應用； 理解傳熱的基本方式、機理、特點及影響因素；理解傳熱的基本方式、機理、特點及影響因素； 掌握間壁式換熱器的傳熱計算。掌握間壁式換熱器的傳熱計算。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-273 能操作換熱器；能操作換熱器； 能進行列管式換熱器的選型計算。能進行列管式換熱器的選型計算。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備202

2、2-6-274 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-275o化工生產(chǎn)需要大規(guī)模地改變物質(zhì)的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)，化工生產(chǎn)需要大規(guī)模地改變物質(zhì)的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)，而這些性質(zhì)的變化都涉及熱能的傳遞，主要應用在：而這些性質(zhì)的變化都涉及熱能的傳遞，主要應用在：o（1）化學反應：向反應器提供熱量或從反應器移走熱量；）化學反應：向反應器提供熱量或從反應器移走熱量；o（2）蒸發(fā)、蒸餾、干燥：按一定的速率向這些設備輸入）蒸發(fā)、蒸餾、干燥：按一定的速率向這些設備輸入熱量；高溫或低溫設備：隔熱保溫，減少熱損失；熱量；高溫或低溫設備：隔熱保溫，減少熱損失；o（3）熱能的合理利用和廢熱回收。）熱能的合理

3、利用和廢熱回收。o（4）隔熱與節(jié)能）隔熱與節(jié)能 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-276 化工生產(chǎn)中對傳熱的要求有兩種情況：化工生產(chǎn)中對傳熱的要求有兩種情況：o強化傳熱強化傳熱o削弱傳熱削弱傳熱 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-277 由于由于物料的性質(zhì)物料的性質(zhì)和和傳熱的要求傳熱的要求各不相同，各不相同，因此，換熱器種類繁多，結(jié)構(gòu)形式多樣。換熱因此，換熱器種類繁多，結(jié)構(gòu)形式多樣。換熱器可按多種方式進行分類。器可按多種方式進行分類。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-278名稱名稱應應 用用加熱器用于把流體加熱到所需的溫度，被加熱流體在加熱過程

4、中不發(fā)生相變。預熱器用于流體的預熱，以提高整套工藝裝置的效率過熱器用于加熱飽和蒸汽，使其達到過熱狀態(tài)蒸發(fā)器用于加熱液體，使之蒸發(fā)汽化再沸器是蒸餾過程的專用設備，用于加熱塔底液體，使之受熱汽化冷卻器用于冷卻流體，使之達到所需的溫度冷凝器用于冷凝飽和蒸汽，使之放出潛熱而凝結(jié)液化 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-279間壁式換熱器：冷、熱流體被固體傳熱表面隔開，而熱量的傳遞通過固體傳遞面而進行。直接接觸式換熱器：冷、熱流體直接接觸進行熱量交換。蓄熱式換熱器：冷、熱流體交替通過傳熱表面，冷流體通過時貯存冷量，熱流體通過時取走冷量。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2

5、710（1 1）管式換熱器）管式換熱器 列管式換熱器 套管式換熱器 蛇管式換熱器 翅片管式換熱器 固定管板式換熱器 U形管式換熱器 浮頭式換熱器 填料函式換熱器 釜式換熱器 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2711 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2712 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2713固定管板式換熱器固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：管束固定在兩管板上優(yōu)優(yōu) 點：點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，管內(nèi)便于清洗缺缺 點：點：殼程不能機械清洗，不能承受溫度應力適用場合適用場合：殼程內(nèi)為清潔流體 溫差不大 溫差較大殼程壓力不高 化工單元過程與設備化

6、工單元過程與設備2022-6-2714 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2715 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2716浮頭式換熱器浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：一端管板可以自由伸縮（浮頭）優(yōu)優(yōu) 點：點：不產(chǎn)生溫差應力，殼程、管間清洗方便缺缺 點：點：結(jié)構(gòu)復雜，用材多，費用高適用場合適用場合：溫差較大 殼程內(nèi)易結(jié)垢的場合 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2717 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2718U型管式換熱器型管式換熱器結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：管子成U型，只有一端固定優(yōu)優(yōu) 點：點：結(jié)構(gòu)簡單、不會產(chǎn)生溫差應力缺缺 點

7、：點：管內(nèi)清洗不變；可排管子數(shù)目較少 殼程易短路適用場合適用場合：管、殼程溫差不大 管程不易結(jié)垢的場合 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27191 1活動管板；活動管板；2 2填料壓蓋；填料壓蓋；3 3填料；填料；4 4填料函；填料函；5 5縱向隔板縱向隔板 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2720填料函式換熱器填料函式換熱器結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：一端采用填料函密封優(yōu)優(yōu) 點：點：結(jié)構(gòu)簡單、易于清洗缺缺 點：點：高壓下填料函易泄漏適用場合適用場合：管、殼程溫差較大 介質(zhì)易結(jié)垢需要經(jīng)常清洗的場合 殼程壓力不高 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27

8、21 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2722套管換熱器套管換熱器 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2723沉浸式沉浸式蛇管蛇管 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2724沉浸式沉浸式蛇管蛇管 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2725 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2726 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2727 夾套式平板式換熱器 螺旋板式換熱器 板翹式換熱器 （2 2）板式換熱器）板式換熱器 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2728 化工單元過程與設備化工單元過程

9、與設備2022-6-2729內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)常見板片常見板片 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2730 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2731 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2732 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2733 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2734夾套換熱器 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2735 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2736穩(wěn)定傳熱與不穩(wěn)定傳熱o穩(wěn)定傳熱:溫度隨位置改變，不隨時間而變.o特點:輸入的能量輸入的能量=輸出的能量輸出的能

10、量 o不穩(wěn)定傳熱:若傳熱系統(tǒng)中各點的溫度既隨位置變化又隨時間變化。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2737 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2738熱傳導：熱傳導： 熱傳導又稱導熱。是指熱量從物體的高溫部分向同一熱傳導又稱導熱。是指熱量從物體的高溫部分向同一物體的低溫部分、或者從一個高溫物體向一個與它直接物體的低溫部分、或者從一個高溫物體向一個與它直接接觸的低溫物體傳熱的過程。導熱是靜止物體的一種傳接觸的低溫物體傳熱的過程。導熱是靜止物體的一種傳熱方式，不依靠物質(zhì)的宏觀位移。熱方式，不依靠物質(zhì)的宏觀位移。 熱傳導在氣、液、固中均可以進行，但傳導的機理不同。

11、熱傳導在氣、液、固中均可以進行，但傳導的機理不同。金屬金屬-自由電子的擴散運動；自由電子的擴散運動；非金屬和大部分液體（除水銀等）非金屬和大部分液體（除水銀等）晶格振動和分子碰撞；晶格振動和分子碰撞；氣體氣體分子不規(guī)則熱運動。分子不規(guī)則熱運動。 如：一根鐵棒一端放在火爐上燒，熱量會通過鐵棒傳遞如：一根鐵棒一端放在火爐上燒，熱量會通過鐵棒傳遞到另一側(cè)，但無物質(zhì)的宏觀位移。到另一側(cè)，但無物質(zhì)的宏觀位移。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2739對流傳熱對流傳熱： 依靠流體的宏觀位移，將熱量由一處帶到另一處的傳依靠流體的宏觀位移，將熱量由一處帶到另一處的傳遞現(xiàn)象。遞現(xiàn)象。 對流傳熱

12、過程伴隨著流體質(zhì)點間的熱傳導。工程上對流傳熱過程伴隨著流體質(zhì)點間的熱傳導。工程上習習慣常將流體與固體壁面之間的傳熱稱為慣常將流體與固體壁面之間的傳熱稱為對流傳熱對流傳熱。實際上包括對流和傳導兩種形式：靠近壁面附近的流體層實際上包括對流和傳導兩種形式：靠近壁面附近的流體層（層流內(nèi)層）中依靠熱傳導的方式傳熱，在流體主體（湍（層流內(nèi)層）中依靠熱傳導的方式傳熱，在流體主體（湍流）中則主要依靠對流方式傳熱。流）中則主要依靠對流方式傳熱。 強制對流攪拌等外力所致風機由于泵自然對流同引起的密度差所致由于流體中各點溫度不質(zhì)點的相對位移,: 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2740輻射傳熱輻射

13、傳熱：是指因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞。物體將是指因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞。物體將熱能變?yōu)檩椛淠?，以電磁波的形式在空中傳播，當遇到另一熱能變?yōu)檩椛淠?，以電磁波的形式在空中傳播，當遇到另一物體時，又被全部或部分地吸收而變?yōu)闊崮?。物體時，又被全部或部分地吸收而變?yōu)闊崮堋?特點特點: 不需要介質(zhì)不需要介質(zhì) 三種傳熱方式一般不單獨存在，往往相互伴隨，同時出三種傳熱方式一般不單獨存在，往往相互伴隨，同時出現(xiàn)。如熱量在設備保溫層中的傳遞，以導熱為主，而由保溫現(xiàn)。如熱量在設備保溫層中的傳遞，以導熱為主，而由保溫層向空氣散熱，則是對流和輻射并聯(lián)傳熱的結(jié)果。層向空氣散熱，則是對流和輻射并聯(lián)傳

14、熱的結(jié)果。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2741 CO+H2OCO2+H2+Q 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2742 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2743 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2744 套管式換熱器1內(nèi)管 2外管 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2745單程列管式換熱器1 外殼 2管束 3、4接管 5封頭 6管板 7擋板 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2746雙程列管式換熱器1殼體 2管束 3擋板 4隔板 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-274

15、7o對流傳熱過程：流體與固體壁面之間的傳熱。o傳熱（熱交換過程）：熱冷流體通過壁面之間的傳熱。間壁式換熱（）間壁式換熱（） 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2748載熱體載熱體 為將冷流體加熱或熱流體冷卻，必須有一種流體供給或取走熱量，此流體稱為載熱體。起加熱作用的稱為加熱劑；起冷卻作用的稱為冷卻劑。 工業(yè)上常見的加熱劑有：熱水、飽和水蒸氣、礦物油、聯(lián)苯混合物、熔鹽和煙道氣等。 工業(yè)上常見的冷卻劑有：水、空氣、鹽水、氨蒸氣。液氨蒸發(fā)的溫度為：-33.4。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2749載熱體選擇原則 載熱體的溫度易調(diào)節(jié)控制 載熱體的飽和蒸汽壓較低，

16、加熱時不易分解 載熱體的毒性小，不易燃、易爆，不易腐蝕設備 價格便宜，來源容易 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2750 熱量傳遞總是自高溫處至低溫處熱量傳遞總是自高溫處至低溫處 化工生產(chǎn)中，傳熱過程通過換熱器實現(xiàn)，間壁式換化工生產(chǎn)中，傳熱過程通過換熱器實現(xiàn)，間壁式換熱器應用最廣熱器應用最廣 冷熱兩種流體經(jīng)過間壁傳熱的過程包括冷熱兩種流體經(jīng)過間壁傳熱的過程包括三個步驟三個步驟 間壁式換熱器內(nèi)熱量傳遞有兩種基本方式：熱傳間壁式換熱器內(nèi)熱量傳遞有兩種基本方式：熱傳導、對流傳熱導、對流傳熱 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2751 借助物質(zhì)的分子、原子或自由電子的

17、借助物質(zhì)的分子、原子或自由電子的運動運動將熱量從物體將熱量從物體溫度較高的部位傳遞到溫度較低的部位溫度較高的部位傳遞到溫度較低的部位熱傳導可發(fā)生在物體內(nèi)部或直接接觸的物體之間。熱傳導可發(fā)生在物體內(nèi)部或直接接觸的物體之間。熱傳導過程中，沒有物質(zhì)的宏觀位移。熱傳導過程中，沒有物質(zhì)的宏觀位移。熱傳導不僅發(fā)生在固體中，也是流體內(nèi)的一種傳熱方式。熱傳導不僅發(fā)生在固體中，也是流體內(nèi)的一種傳熱方式。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2752傅立葉定律是熱傳導的基本定律，傅立葉定律是熱傳導的基本定律，在導熱現(xiàn)象中，在導熱現(xiàn)象中，單位時間內(nèi)通過給定截面所傳遞的熱量，正比例于單位時間內(nèi)通過給定截

18、面所傳遞的熱量，正比例于垂直于該截面方向上的溫度變化率，而熱量傳遞的垂直于該截面方向上的溫度變化率，而熱量傳遞的方向與溫度升高的方向相反方向與溫度升高的方向相反. .表達式為表達式為xtSQ 式中式中 Q導熱速率，導熱速率，J/s或或W； 導熱系數(shù)，導熱系數(shù)，W/（m2）；）； S垂直于導熱方向的導熱面積，垂直于導熱方向的導熱面積，m2； 溫度梯度，是導熱方向上溫度的變化率。溫度梯度，是導熱方向上溫度的變化率。xt 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2753v 物質(zhì)的導熱系數(shù)通常由實驗測定。 導熱系數(shù)是表征物質(zhì)導熱性能的一個物性參導熱系數(shù)是表征物質(zhì)導熱性能的一個物性參數(shù)，數(shù)，越

19、大，導熱性能越好。越大，導熱性能越好。v 導熱性能與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、密度、溫度及壓力等有關。; 金屬非金屬固相液相氣相 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2754導熱機理導熱機理氣體：分子熱運動氣體：分子熱運動 t t 固體：自由電子和晶格振動固體：自由電子和晶格振動t t 晶格振動晶格振動 阻礙自由電子運動阻礙自由電子運動金屬金屬 非金屬非金屬 液體機理不清液體機理不清 固體固體 液體液體 氣體氣體 取決于物質(zhì)的種類和溫度取決于物質(zhì)的種類和溫度 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2755 平壁中的導熱問題平壁中的導熱問題圓筒壁中的導熱問題圓筒壁中的導熱問題

20、化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2756（一）、單層平壁的穩(wěn)定熱傳導210ttbdtSdxQRtSbttbttSQ/)(2121平壁的穩(wěn)定熱傳導xtSQ傳熱阻力傳熱推動力傳熱速率傳熱推動力：溫度差Sb導熱阻力 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2757在平板導熱中，與之相對應的表達式可改寫在平板導熱中，與之相對應的表達式可改寫為為tQbS這種形式有助于更清楚地理解式中各項的物理意義。這種形式有助于更清楚地理解式中各項的物理意義。式中：式中：熱流量熱流量為導熱過程熱量的轉(zhuǎn)移量；為導熱過程熱量的轉(zhuǎn)移量； 溫壓溫壓 為轉(zhuǎn)移過程的動力；為轉(zhuǎn)移過程的動力； 分母分母 為

21、轉(zhuǎn)移過程的阻力。為轉(zhuǎn)移過程的阻力。 t/bS（一）、單層平壁的穩(wěn)定熱傳導 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27582 、熱阻的含義、熱阻的含義 熱量傳遞是自然界的一種轉(zhuǎn)換過程熱量傳遞是自然界的一種轉(zhuǎn)換過程 , , 與自然界的其他轉(zhuǎn)換過程類同與自然界的其他轉(zhuǎn)換過程類同 , , 如如 : : 電量電量的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換 , , 動量、質(zhì)量等的轉(zhuǎn)換。其共同規(guī)動量、質(zhì)量等的轉(zhuǎn)換。其共同規(guī)律可表示為律可表示為 : :過程中的轉(zhuǎn)換量過程中的轉(zhuǎn)換量 = = 過程中的動力過程中的動力 / / 過程中的阻力過程中的阻力在電學中，這種規(guī)律性就是歐姆定律，即在電學中，這種規(guī)律性就是歐姆定律，即RUI 化

22、工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2759由此引出熱阻的概念：由此引出熱阻的概念： 1 1 ）熱阻定義：）熱阻定義：熱轉(zhuǎn)移過程的阻力稱為熱阻。熱轉(zhuǎn)移過程的阻力稱為熱阻。 2 2 ）熱阻分類：）熱阻分類：不同的熱量轉(zhuǎn)移有不同的熱阻，不同的熱量轉(zhuǎn)移有不同的熱阻，其分類較多，如：其分類較多，如：導熱阻、輻射熱阻、對流熱導熱阻、輻射熱阻、對流熱阻等。阻等。對平板導熱而言又分：對平板導熱而言又分： 面積熱阻面積熱阻 R R A A ：單位面積的導熱熱阻稱面積單位面積的導熱熱阻稱面積熱阻。熱阻。 熱阻熱阻 R R ：整個平板導熱熱阻稱熱阻。整個平板導熱熱阻稱熱阻。 化工單元過程與設備化工單元

23、過程與設備2022-6-27603 3 ）熱阻的特點：）熱阻的特點： 串聯(lián)熱阻疊加原則：在一個串聯(lián)的熱串聯(lián)熱阻疊加原則：在一個串聯(lián)的熱量傳遞過程中，若通過各串聯(lián)環(huán)節(jié)的熱流量傳遞過程中，若通過各串聯(lián)環(huán)節(jié)的熱流量相同，則串聯(lián)過程的總熱阻等于各串聯(lián)量相同，則串聯(lián)過程的總熱阻等于各串聯(lián)環(huán)節(jié)的分熱阻之和。環(huán)節(jié)的分熱阻之和。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2761例：有一鋼板平壁，壁厚為例：有一鋼板平壁，壁厚為5mm，若高溫壁面溫度，若高溫壁面溫度t1=330K，低溫壁面溫度，低溫壁面溫度t2=310K，導熱系數(shù)，導熱系數(shù)=45.4W/(m.K).求該平壁在單位時間、單位面積上求該平壁

24、在單位時間、單位面積上所傳遞的熱量。所傳遞的熱量。21ttbAQ221/6 .181310330005. 04 .45mkWttbAQq 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2762（二）（二） 多層平壁的導熱多層平壁的導熱o多層平壁：多層平壁：由幾層不同材料組成由幾層不同材料組成o例：例：房屋的墻壁房屋的墻壁 白灰內(nèi)層、水泥沙漿層、紅磚白灰內(nèi)層、水泥沙漿層、紅磚（青磚）（青磚）o假設各層之間接觸良好，可以近似地認為接合面上各假設各層之間接觸良好，可以近似地認為接合面上各處的溫度相等處的溫度相等 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2763t1t2t3t4t1t2t

25、3t4三層平壁的穩(wěn)態(tài)導熱三層平壁的穩(wěn)態(tài)導熱（二）（二） 多層平壁的導熱多層平壁的導熱 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2764假設：多層平壁間密切接觸，不存在空隙。過各層的熱量必相等在穩(wěn)定導熱過程中，通3141321321332211321iiRttRRRtttSbSbSbtttQ1111211RtSbttQ2222322RtSbttQ3333433RtSbttQ推廣到n層平壁：niinRttQ111某層熱阻某層推動力總熱阻總推動力傳熱速率總熱阻各層熱阻之和1122RtRt（二）（二） 多層平壁的導熱多層平壁的導熱 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2765

26、設圓筒壁的內(nèi)、外半徑分別為設圓筒壁的內(nèi)、外半徑分別為r1和和r2，長度為長度為l，圓筒壁的傳熱面積隨半徑而變。，圓筒壁的傳熱面積隨半徑而變。若圓筒壁內(nèi)、外表面溫度分別為若圓筒壁內(nèi)、外表面溫度分別為t1和和t2，且且t1t2。在圓筒壁半徑。在圓筒壁半徑r處沿半徑方向取處沿半徑方向取微元厚度微元厚度dr的薄層圓筒，其傳熱面積可的薄層圓筒，其傳熱面積可視為常量，等于視為常量，等于2r；同時通過該薄層的；同時通過該薄層的溫度變化為溫度變化為dt（三）圓筒壁中的導熱問題（三）圓筒壁中的導熱問題 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2766分離變量積分并整理得單層圓筒壁的導熱速率公式分離變量

27、積分并整理得單層圓筒壁的導熱速率公式 : :1221ln2rrttlQrtrLrtAQdd2dd根據(jù)傅立葉定律通過該薄層的導熱速率可表示為根據(jù)傅立葉定律通過該薄層的導熱速率可表示為 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2767則圓筒壁的導熱熱阻則圓筒壁的導熱熱阻R R為為 2ln12lrrR 導熱速率可表示為傳熱推動力與傳熱阻力之比導熱速率可表示為傳熱推動力與傳熱阻力之比: :RtrrttlQ1221ln2 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2768整理可得整理可得mmSbArrlrrR12122ln式中式中 bb圓筒壁的厚度，圓筒壁的厚度，m m； RR單層圓筒

28、壁導熱熱阻，單層圓筒壁導熱熱阻，K/WK/W。 令圓筒壁平均面積令圓筒壁平均面積1212lnrrrrrm,2lrSmm圓筒壁的對數(shù)平均半徑圓筒壁的對數(shù)平均半徑211221ln2ttbSrrttlQm12rrb 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2769niiiinnimiiinlrrttSbttQ11111112)/ln(卻不相同，其關系為：熱通量圓筒壁單位面積的熱量但是單位時間通過各層相同，通過各層圓筒的傳熱量穩(wěn)定傳熱時，單位時間說明：qQ44332211443322112222qrqrqrqrlqrlqrlqrlqrQ或?qū)層圓筒壁 化工單元過程與設備化工單元過程與設備20

29、22-6-2770【例例】一套管換熱器的內(nèi)管為一套管換熱器的內(nèi)管為252.5mm的鋼管，鋼的導的鋼管，鋼的導熱系數(shù)為熱系數(shù)為45 W/(mK)，該換熱器在使用一段時間以后，在換熱，該換熱器在使用一段時間以后，在換熱管的內(nèi)外表面上分別生成了管的內(nèi)外表面上分別生成了1mm和和0.5mm厚的污垢，垢層的導厚的污垢，垢層的導熱系數(shù)分別為熱系數(shù)分別為1.0 W/(mK)和和0.5 W/(mK)，已知兩垢層與流體，已知兩垢層與流體接觸一側(cè)的溫度分別為接觸一側(cè)的溫度分別為160和和120，試求此換熱器單位管長，試求此換熱器單位管長的傳熱量。的傳熱量。解：換熱器的熱流密度解：換熱器的熱流密度143241122

30、332111lnlnlnttQqdddlkdkdkd2160 120950120125127lnlnln1.01845200.525qW/m代入數(shù)據(jù)得 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27717248 . 0225. 015. 0115. 04 . 1225. 055930iiikbtAQ【例例】工業(yè)爐的爐壁，由下列三層組成：工業(yè)爐的爐壁，由下列三層組成：耐火磚 k1=1.4W/(m2K), b1=225mm保溫磚 k2=0.15W/(m2K), b2=115mm保溫磚 k3=0.8W/(m2K), b3=225mm今測得其內(nèi)壁溫度為930，外壁溫度為55，求單位面積的熱損失

31、。 解：由串聯(lián)熱阻的概念解：由串聯(lián)熱阻的概念 W/m2 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2772 對流，又稱給熱，指利用流體質(zhì)點在傳熱方向上的對流，又稱給熱，指利用流體質(zhì)點在傳熱方向上的相對運動相對運動來來實現(xiàn)熱量傳遞的過程。實現(xiàn)熱量傳遞的過程。強制對流：相對運動由外力作用引起強制對流：相對運動由外力作用引起自然對流：相對運動由流體內(nèi)部密度差異引起自然對流：相對運動由流體內(nèi)部密度差異引起 流體在發(fā)生強制對流時，往往伴隨著自然對流，但一般強制對流的強度比自然流體在發(fā)生強制對流時，往往伴隨著自然對流，但一般強制對流的強度比自然對流的強度大得多。對流的強度大得多。 化工單元過程與設

32、備化工單元過程與設備2022-6-2773 對流傳熱熱阻主要集中在層流內(nèi)層中，因此，減薄層流內(nèi)層對流傳熱熱阻主要集中在層流內(nèi)層中，因此，減薄層流內(nèi)層的厚度是強化對流傳熱的重要途徑。的厚度是強化對流傳熱的重要途徑。湍流主體湍流主體: :流體質(zhì)點湍動劇烈，傳熱溫度差極小，各處的溫度基本相同，傳熱方式主要為對流，其熱阻很小，傳熱速度極快。層流底層層流底層: :在傳熱方向上沒有質(zhì)點位移，傳熱方式主要為熱傳導，傳熱溫度差大，熱阻大。過渡層：過渡層：傳熱方式既有對流又有熱傳導，有一定的溫度差及熱阻 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2774 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6

33、-2775 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2776 通常，對流傳熱是指流體與固體壁面間的傳熱過程。通常，對流傳熱是指流體與固體壁面間的傳熱過程。對流傳熱主要是依靠流體質(zhì)點的移動和混合來完成的。對流傳熱主要是依靠流體質(zhì)點的移動和混合來完成的。 因此，對流傳熱與流體的狀態(tài)及流動狀況密切相關。因此，對流傳熱與流體的狀態(tài)及流動狀況密切相關。例如，在傳熱過程中，有無例如，在傳熱過程中，有無相變化相變化；流體的流動是流體的流動是強制對強制對流流還是還是自然對流自然對流等，都影響對流傳熱速率。不同情況下對等，都影響對流傳熱速率。不同情況下對流傳熱的機理也不相同。以下僅對流體流傳熱的機理也

34、不相同。以下僅對流體無相變化無相變化作作強制對強制對流流的情況作簡單的分析的情況作簡單的分析 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2777 膜假設：所有的傳熱阻力集中在厚度為的一層膜中，其中的傳熱方式為導熱，則對于微元傳熱面積dS令則其中稱為對流傳熱系數(shù) ，單位為W/(m2)或W/(m2K)，上式稱為牛頓冷卻定律。熱流體的溫度為T，冷流體的溫度 表示為TW。 )(wTTdSdQdSTTTTdSdQWW1)( 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2778牛頓冷卻定律牛頓冷卻定律 RtSttSQ1 式中式中 Q 對流傳熱速率，對流傳熱速率，W； 對流傳熱膜系數(shù)，對流傳熱

35、膜系數(shù)，W(m2K); S對流傳熱面積，對流傳熱面積，m2； t流體與壁面間溫度差的平均值，流體與壁面間溫度差的平均值，K; R對流傳熱熱阻，對流傳熱熱阻，K/W； 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2779 對流傳熱膜系數(shù)的大小反映了對流傳熱的強弱，對流傳熱膜系數(shù)的大小反映了對流傳熱的強弱，取值越大，說明對流強度越大，對流傳熱熱阻越小。取值越大，說明對流強度越大，對流傳熱熱阻越小。 tSQ 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2780(1)(1)流體的種類和相變化的情況流體的種類和相變化的情況 (2)(2)流體的特性流體的特性 (3)(3)流體的溫度流體的溫度(

36、4)(4)流體的運動狀態(tài)流體的運動狀態(tài)(5)(5)流體流動的原因流體流動的原因(6)(6)傳熱壁面的形狀、位置及大小等傳熱壁面的形狀、位置及大小等 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2781化工生產(chǎn)中的對流傳熱o一是流體無相變傳熱，包括強制對流和自然對流；o二是流體相變傳熱，包括蒸汽冷凝和液體沸騰。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2782流體無相變傳熱時的對流傳熱膜系數(shù)流體無相變傳熱時的對流傳熱膜系數(shù) 的關聯(lián)式為的關聯(lián)式為 hnmGrPrReANu 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2783應用范圍：關聯(lián)式中Re、Pr、Gr等特征數(shù)的數(shù)值范圍

37、特征尺寸：Nu、Re等特征數(shù)中L應如何取定定性溫度：確定各特征數(shù)中流體的物性參數(shù)所依據(jù)的溫度。使用關聯(lián)式時應注意以下幾個方面使用關聯(lián)式時應注意以下幾個方面: : 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2784（1 1）低粘度流體（小于）低粘度流體（小于2 2倍常溫水的粘度）倍常溫水的粘度） nPrReNu8 . 0023. 0或或 npiicudd8 . 0023. 0 式中式中n n的取值方法是：當流體被加熱時，的取值方法是：當流體被加熱時，n n0.40.4；當流；當流體被冷卻時，體被冷卻時，n n0.30.3。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2785 取流

38、體進、出口溫度的算術平均值。 應用范圍：應用范圍：Re10000，0.7Pr120；管長與管徑之比l/di60特征尺寸：特征尺寸：取管內(nèi)徑di。定性溫度：定性溫度： 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2786（2 2）高粘度流體）高粘度流體 WPrReNu33. 08 . 0702. 0應用范圍、特征尺寸及定性溫度與低粘度流體關聯(lián)式相同 為粘度校正系數(shù)，加熱時， 1.05；冷卻時， 0.95。 WWW 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-278714. 03186. 1wiLdRePrNu應用范圍： Re ，0.7Pr670；RePrdi/L100.(L管長)特征

39、尺寸：取管內(nèi)徑di。定性溫度：除w取壁溫外，均取流體進出口溫度的算術平均值。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-278833. 06 . 0Pr33. 0eRNu 應用范圍： Re 特征尺寸：取管外徑d0。定性溫度：流體進出口溫度的算術平均值。流速：取流體通過每排管子中最狹窄通道處的速度33. 06 . 0Pr26. 0eRNu 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2789發(fā)生在飽和蒸汽和低溫壁面之間的傳熱v 膜狀冷凝膜狀冷凝: :冷凝液能夠潤濕壁面，在壁面上形成一層液膜；1.1.蒸汽的冷凝蒸汽的冷凝v 滴狀冷凝滴狀冷凝: :冷凝液不能潤濕壁面，在壁面上形成許多小

40、液滴。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2790v膜狀冷凝壁面被液膜所覆蓋，冷凝液膜是膜狀冷凝的主要熱阻工程上要保持滴狀冷凝很困難。即使在開始階段為滴狀冷凝，但經(jīng)過一段時間后，由于液珠的聚集，大部分都要變成膜狀冷凝。為保持滴狀冷凝，可采用各種不同的壁面涂層和蒸汽添加劑。在進行冷凝計算時，為安全起見一般按膜狀冷凝來處理。 v滴狀冷凝壁面的大部分直接暴露在蒸汽中，對流傳熱膜系數(shù)很大 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2791蒸汽在單根水平管外的層流膜狀冷凝關聯(lián)式蒸汽在單根水平管外的層流膜狀冷凝關聯(lián)式41032725. 0wsttdgr 化工單元過程與設備化工單元過

41、程與設備2022-6-2792壁溫的估算siiiwswRttRtt11000iQQ 0 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2793間壁式換熱器內(nèi)的傳熱過程o在間壁式換熱器中，熱流體和冷流體之間由固體間壁隔開，熱量由熱流體通過間壁傳遞給冷流體，在傳熱方向上熱量傳遞過程包括三個步驟。o熱流體間壁冷流體 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2794 式中 Q傳熱速率，W； K總傳熱系數(shù)，W/ (m2K)； S傳熱面積，m2； tm傳熱平均溫度差，K； R換熱器的總熱阻，K/W；RtKSttKSQmm1m 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2795化工過程

42、的傳熱問題分兩類：o一類是設計型問題，即根據(jù)生產(chǎn)要求，選定（或設計）換熱器；o另一類是操作型問題，即對于給定換熱器，計算其傳熱量、流體的流量或濕度等。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2796傳熱速率是換熱器的生產(chǎn)能力，由自身性能決定；熱負荷與傳熱速率的關系：熱負荷與傳熱速率的關系： 換熱器的傳熱速率須大于至少等于其熱負荷.換熱器在單位時間內(nèi)冷、熱流體所交換的熱量熱負荷是要求換熱器通過傳熱面的傳熱量。換熱器的熱負荷：換熱器的熱負荷：熱負荷是生產(chǎn)上的要求，由生產(chǎn)任務決定； 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-2797QhQcQL 式中式中 Qh熱流體放出的熱量，熱

43、流體放出的熱量，W； Qc冷流體吸收的熱量，冷流體吸收的熱量，W； QL熱損失，熱損失，W。2.2.熱負荷的確定熱負荷的確定 若熱損失可以忽略不計，則式中Q換熱器的熱負荷，W。1.1.熱量衡算熱量衡算Q =QhQc 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27983.3.傳熱量計算傳熱量計算（1 1）焓差法）焓差法 QhWh（Ih1Ih2） 或 QcWc（Ic2Ic1）式中式中 Wh、Wc熱、冷流體的質(zhì)量流量，熱、冷流體的質(zhì)量流量，kg/s； Ih1,Ih2熱流體的進、出口焓，熱流體的進、出口焓，J/kg； Ic1,Ic2冷流體的進、出口焓，冷流體的進、出口焓，J/kg。 化工單元過

44、程與設備化工單元過程與設備2022-6-2799（2 2）顯熱法）顯熱法 若流體在換熱過程中沒有相變化，則 QhWh cph（T1T2） 或 QcWc cpc（t2t1）式中式中 cph、cpc熱、冷流體的定壓比熱容熱、冷流體的定壓比熱容，J/(kgK)； T1、T2熱流體的進、出口溫度熱流體的進、出口溫度，K； t2、t1冷流體的進、出口溫度冷流體的進、出口溫度，K。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27100（3 3）潛熱法）潛熱法 若流體在換熱過程中僅僅發(fā)生恒溫相變，則 QhWh rh 或 QcWc rc式中式中 rh、rc熱、冷流體的汽化潛熱熱、冷流體的汽化潛熱，J/

45、 /kg。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27101（一）總傳熱系數(shù)的計算（一）總傳熱系數(shù)的計算 總傳熱系數(shù)計算公式可利用串聯(lián)熱阻疊加的原理導出。當冷、熱流體通過間壁換熱時，是一個對流對流-傳導傳導-對流對流的串聯(lián)過程。對穩(wěn)態(tài)傳熱過程，各串聯(lián)環(huán)節(jié)速率必然相等，即 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27102（一）總傳熱系數(shù)的計算（一）總傳熱系數(shù)的計算 ()()()iwiwwmowodQTTdSTtdStt dSb或 11wwwwiimooTTTtttdQbdSdSdS 式中式中 So、Si、Sm傳熱壁的外表面積、內(nèi)表面積、平均表面積，傳熱壁的外表面積、內(nèi)表面

46、積、平均表面積，m2； i、o間壁兩側(cè)流體的對流傳熱膜系數(shù)，間壁兩側(cè)流體的對流傳熱膜系數(shù)，W/(m2K)； 固體間壁的導熱系數(shù)，固體間壁的導熱系數(shù)， W/(mK)； 固體間壁的厚度，固體間壁的厚度， m。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27103（一）總傳熱系數(shù)的計算（一）總傳熱系數(shù)的計算 ()()()1111wwwwiimooiimooTTTtttTtdQbbdSdSdSdSdSdSodS1oooiimodQTtdbddSa dd根據(jù)串聯(lián)熱阻疊加原理，可得上式兩邊均除以 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27104即總的傳熱系數(shù)為即總的傳熱系數(shù)為 若兩邊同

47、除若兩邊同除Si，則有，則有 若兩邊同若兩邊同S Sm m，則有，則有oiibdK1ddd1moo0ooiiiiddbdKmd11oomiimmddbddK1式中式中 Ki、Ko、Km基于基于So、Si、Sm的傳熱系數(shù)，的傳熱系數(shù)，W(m2K)。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27105污垢熱阻：污垢熱阻： 影響因素主要有流體性質(zhì)、傳熱壁面材料、操作條件、清洗周期等 通常污垢熱阻比傳熱壁面的熱阻大得多，計算中應加以考慮 污垢熱阻通常選用經(jīng)驗值換熱器傳熱壁面形成的污垢對傳熱產(chǎn)生的附加熱阻 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27106 化工單元過程與設備化工單元

48、過程與設備2022-6-27107oSoiSiiioRbdRdK1dddd1mooo式中式中 RS i、RS o管內(nèi)、外壁面的污垢熱阻，管內(nèi)、外壁面的污垢熱阻，(m2K) / W。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27108若傳熱壁面為平壁或薄管壁，則若傳熱壁面為平壁或薄管壁，則do、di、dm相等或近似相等，相等或近似相等，則則oSoSiiRbRK111 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27109現(xiàn)場測定有關數(shù)據(jù)(如設備的尺寸、流體的流量和進出口溫度等)；根據(jù)測定數(shù)據(jù)求得傳熱速率Q、傳熱溫度差tm和傳熱面積A；由傳熱基本方程計算K值。具體方法：具體方法：

49、實測實測K值，不僅可以為換熱器計算提供依據(jù)，而且可以幫助分析值，不僅可以為換熱器計算提供依據(jù)，而且可以幫助分析換熱器的性能，以便尋求提高換熱器傳熱能力的途徑。換熱器的性能，以便尋求提高換熱器傳熱能力的途徑。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27110 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27111o當管壁熱阻和污垢熱阻均可忽略時，上式可簡化為當管壁熱阻和污垢熱阻均可忽略時，上式可簡化為 o若若i0，則，則1/K 1/0，稱為管壁外側(cè)對流傳熱控制；，稱為管壁外側(cè)對流傳熱控制；o若若0i，則，則1/K 1/i，稱為管壁內(nèi)側(cè)對流傳熱控制；，稱為管壁內(nèi)側(cè)對流傳熱控制；o

50、由此可見，由此可見，K值總是接近于值總是接近于小的流體的對流傳熱系數(shù)值，且永遠小于小的流體的對流傳熱系數(shù)值，且永遠小于的的值；值；o若若i =0，則稱為管內(nèi)、外側(cè)對流傳熱控制；，則稱為管內(nèi)、外側(cè)對流傳熱控制；o同樣，若管壁兩側(cè)對流傳熱系數(shù)很大，即兩側(cè)的對流傳熱熱阻很小，而污同樣，若管壁兩側(cè)對流傳熱系數(shù)很大，即兩側(cè)的對流傳熱熱阻很小，而污垢熱阻很大，則稱為污垢熱阻控制，此時欲提高垢熱阻很大，則稱為污垢熱阻控制，此時欲提高K值，必須設法減慢污垢值，必須設法減慢污垢形成速率或及時清除污垢。形成速率或及時清除污垢。 111ioK 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27112兩流體均只發(fā)

51、生恒溫相變恒溫相變的傳熱過程各傳熱截面?zhèn)鳠釡囟炔钔耆嗤伊黧w流動方向?qū)ζ錈o影響傳熱溫度差計算：傳熱溫度差計算：（一）恒溫傳熱過程的平均傳熱溫度差（一）恒溫傳熱過程的平均傳熱溫度差 恒溫傳熱：恒溫傳熱：特點：特點：tmTt 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27113間壁一側(cè)或兩側(cè)流體溫度沿換熱器管長變化的傳熱過程 對于兩側(cè)流體的溫度均發(fā)生變化的傳熱過程，傳熱平均對于兩側(cè)流體的溫度均發(fā)生變化的傳熱過程，傳熱平均溫度差的大小還與兩流體間的相對流動方向有關。溫度差的大小還與兩流體間的相對流動方向有關。（二）變溫傳熱時的平均溫度差（二）變溫傳熱時的平均溫度差 變溫傳熱：變溫傳熱： 化

52、工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27114復雜折流復雜折流v并流：兩流體在換熱器內(nèi)的流動方向相同；并流：兩流體在換熱器內(nèi)的流動方向相同；v逆流：兩流體在換熱器內(nèi)的流動方向相反；逆流：兩流體在換熱器內(nèi)的流動方向相反；v錯流：兩流體在換熱器內(nèi)的流動方向垂直交叉；錯流：兩流體在換熱器內(nèi)的流動方向垂直交叉；v折流：折流：簡單折流簡單折流 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27115 一側(cè)恒溫、一側(cè)變溫傳熱，各傳熱截面的傳熱溫度差不同，傳熱溫度差大小與流向無關。特點：特點： 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27116 冷、熱流體的溫度均沿著傳熱面發(fā)生變化

53、，其傳熱溫度差也是變化的，并且平均溫度差的大小與兩流體間的相對流動方向有關。特點：特點： 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-271172121lntttttm（1 1）一側(cè)變溫及兩側(cè)變溫并、逆流時）一側(cè)變溫及兩側(cè)變溫并、逆流時tm式中式中 tm對數(shù)平均溫度差，對數(shù)平均溫度差，K； t1、t2換熱器兩端冷熱兩流體的溫差，換熱器兩端冷熱兩流體的溫差，K。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27118（2 2）兩側(cè)變溫錯流和折流時）兩側(cè)變溫錯流和折流時tm先按逆流計算對數(shù)平均溫度差tm逆，再乘以校正系數(shù)，即t式中式中 為溫度差校正系數(shù)，其大小與流體的溫度變化有關，為溫

54、度差校正系數(shù)，其大小與流體的溫度變化有關，一般不宜小于一般不宜小于0.80.8。ttmtm逆 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27119可表示為兩參數(shù)可表示為兩參數(shù)P和和R的函數(shù)：的函數(shù)： ，具體取值根據(jù)，具體取值根據(jù)P和和R兩參數(shù)的值由圖查取。兩參數(shù)的值由圖查取。 ),(RPft兩流體的最初溫度差冷流體的溫升1112tTttP冷流體的溫升熱流體的溫降1221ttTTR 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27120 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27121 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27122對于兩側(cè)變溫傳熱，若熱、

55、冷流體的進出口溫度相同，則：對于兩側(cè)變溫傳熱，若熱、冷流體的進出口溫度相同，則：tm逆逆tm錯，折錯，折tm并并 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27123（1 1）熱敏性物料的加熱）熱敏性物料的加熱（2 2）高粘度物料的加熱）高粘度物料的加熱（3 3）高溫換熱器為避免一側(cè)壁溫過高，采用并流）高溫換熱器為避免一側(cè)壁溫過高，采用并流 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27124強化傳熱與削弱傳熱強化傳熱途徑：o1、增大傳熱面積o2、提高傳熱推動力o3、提高總傳熱系數(shù)削弱傳熱的途經(jīng)：o1、保溫結(jié)構(gòu)的構(gòu)成o2、對保溫結(jié)構(gòu)的基本要求 化工單元過程與設備化工單元過程與設

56、備2022-6-27125 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27126項目三 列管式換熱器的計算與選型o一、列管式換熱器的系列標準o二、列管式換熱器選型需考慮的問題o三、列管式換熱器選型一般步驟 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27127 列管式換熱器列管式換熱器 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27128列管式換熱器的設計與選擇列管式換熱器的設計與選擇1、流體流道的選擇：管程高壓、有腐蝕、不干凈易結(jié)垢、流體流道的選擇：管程高壓、有腐蝕、不干凈易結(jié)垢的流體；的流體； 殼程飽和蒸汽、粘度大殼程飽和蒸汽、粘度大2、流體流速的選擇、流體流速的選擇

57、3、流體進出口溫度的確定、流體進出口溫度的確定4、 管程數(shù)和殼程數(shù)的確定管程數(shù)和殼程數(shù)的確定管程數(shù)增加，管程數(shù)增加，K提高，提高，tm降低。降低。5、 裝置擋板裝置擋板6、管子的規(guī)格與排列：管子的規(guī)格與排列： 管長：管長：1.5,2,3,4.5,6 管徑：管徑： 252.5， 252.0， 192 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27129 e、折流擋板：作用是增加管外流體的對流傳熱系數(shù)f、傳熱系數(shù)：nrePRNu8 . 0023. 0管內(nèi)：14. 03/155. 036. 0WreuPRN管外：注意：適用范圍：圓缺型折流擋板，Re2000；定性溫度：進出口的平均溫度；定性尺

58、寸：de。g、壓降局部阻力管內(nèi)：P直管阻力列管式換熱器的設計與選擇列管式換熱器的設計與選擇 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27130公稱換熱面積SN；公稱直徑DN；公稱壓力pN；換熱管規(guī)格；換熱管長度L；管子數(shù)量n；管程數(shù)Np。1 1基本參數(shù)基本參數(shù) 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27131 1換熱器代號；換熱器代號； 2公稱直徑公稱直徑DN，mm； 3管程數(shù)管程數(shù)Np，、； 4公稱壓力公稱壓力pN，MPa； 5公稱換熱面積公稱換熱面積SN，m2。2 2型號表示方法型號表示方法列管換熱器的型號由五部分組成，形如： 1 2 3 4 5 化工單元過程與設備化

59、工單元過程與設備2022-6-27132 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27133 從傳熱速率基本方程從傳熱速率基本方程QKAtm可以看出，傳熱速率可以看出，傳熱速率與傳熱面積與傳熱面積A、傳熱溫度差、傳熱溫度差tm以及傳熱系數(shù)以及傳熱系數(shù)K有關。因此，有關。因此，改變這些因素，均對傳熱速率有影響。改變這些因素，均對傳熱速率有影響。 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27134v增大傳熱面積，可以提高換熱器的傳熱速率增大傳熱面積，可以提高換熱器的傳熱速率v增大傳熱面積會使設備的體積增大，金屬耗用量增加增大傳熱面積會使設備的體積增大，金屬耗用量增加v應改進設備結(jié)構(gòu)，增加單位體積的傳熱面積應改進設備結(jié)構(gòu)，增加單位體積的傳熱面積 化工單元過程與設備化工單元過程與設備2022-6-27135v增大傳熱平均溫度差，可以提高換熱器的傳熱速率。增大傳熱平均溫度差，可以提高換熱器的傳熱速率。v傳熱平均溫度差的大小取決于兩流體的溫度大小及流動形式。傳熱平均溫度差的大小取決于兩流體的溫度大小及流動形式。v物料的溫度不能隨意變動，加熱劑或冷卻劑的溫度可以改變。物料的溫度不能隨意變動，加熱劑或冷卻劑的溫度可以改變。例如：用飽和水蒸汽作為加熱