傳熱與傳質(zhì)培訓(xùn)

傳熱與傳質(zhì)培訓(xùn)課件第一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五傳熱跟我們的生活密切相關(guān)傳熱在生活中的應(yīng)用：1、做飯時，蒸、煮、炒等都是傳熱過程，飯菜涼了我們也要“熱一熱”再吃；2、冬天開暖氣供暖，屋子里暖和、舒服；3、穿衣服要看天氣，根據(jù)溫度變化選擇衣服，冬天穿棉襖，夏天穿單薄的衣服。什么是傳熱?第二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五傳熱即熱量傳遞，凡是有溫度差存在的地方，必然有熱的傳遞，傳熱是極為普遍的一種能量傳遞過程，化工生產(chǎn)與傳熱的關(guān)系尤為密切。

高溫低溫傳熱過程的推動力：溫度差傳熱推動力第三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五傳熱在生產(chǎn)中的應(yīng)用：1、物料的加熱、冷卻或者冷凝、蒸發(fā)過程。加熱：熔鹽爐、混合氣預(yù)熱、再沸器

聚合釜夾套升溫、汽提、干燥等冷卻：采用循環(huán)水、7℃水、-35℃鹽水等冷卻水

轉(zhuǎn)化器、合成爐用熱水冷卻冷凝：氯氣液化、混合脫水、氯乙烯單體冷凝蒸發(fā)：堿液蒸發(fā)、PVC干燥傳熱在生產(chǎn)中的應(yīng)用第四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五傳熱在生產(chǎn)中的應(yīng)用2、化工設(shè)備和管道的保溫（保冷），以減少熱量（冷量）損失。保溫：如蒸汽管道、熱水管道。保冷：-35℃鹽水、7℃水管道3、生產(chǎn)中熱能的合理利用，廢熱回收。廢熱利用：氯化氫合成熱用于溴化鋰及采暖、轉(zhuǎn)化反應(yīng)熱用于溴化鋰機組第五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五研究傳熱的目的1、提高傳熱速率強化傳熱，減小設(shè)備尺寸，節(jié)省費用2、降低傳熱速率削弱傳熱，減少熱量損失第六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五傳熱的基本方式熱的傳遞是由于物體內(nèi)部或物體之間的溫度不同而引起的。當(dāng)無外功輸入時，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱總是自動地從溫度較高的部分傳給溫度較低的部分，或是溫度較高的物體傳給溫度較低的物體。根據(jù)傳熱機理的不同，傳熱的基本方式有熱傳導(dǎo)、對流和輻射三種。第七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五傳熱的分類傳熱的分類分類：按連續(xù)性按與時間的關(guān)系間歇傳熱連續(xù)傳熱非穩(wěn)態(tài)傳熱：傳熱速率常數(shù)，穩(wěn)態(tài)傳熱：傳熱速率=常數(shù)，第八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五一、熱量傳遞的三種基本方式根據(jù)傳熱的機理不同，熱量傳遞的基本方式分為三種：導(dǎo)熱對流熱輻射第九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1、熱傳導(dǎo)（又稱導(dǎo)熱）

當(dāng)物體內(nèi)部或兩個直接接觸的物體存在著溫差時，由于分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運動而引起熱量的傳遞。熱量由高溫度部分傳到低溫部分，或從高溫物體傳到與之相接觸的低溫物體，直到各部分溫度相等為止，這種熱量傳遞過程稱為導(dǎo)熱。第十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2、對流

流體各部分之間發(fā)生相對位移所引起的熱傳遞過程稱為對流傳熱（即對流）。

對流的形式可分為：（1）、自然對流：由于流體中各處的溫度不同而引起密度的差別。輕者上浮，重者下沉，流體之間產(chǎn)生相對位移。（2）、強制對流：由于泵、風(fēng)機或攪拌等外力的作用使得流體質(zhì)點強制運動。在化工傳熱過程中,通常是流體流經(jīng)固體壁面時發(fā)生的對流和熱傳導(dǎo)聯(lián)合作用的傳熱過程.第十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3、熱輻射

因物體本身溫度的原因激發(fā)產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞，稱為熱輻射。輻射傳熱的特點是：（1）、能量傳遞過程中有能量形式的轉(zhuǎn)變（2）、任何物體只要在熱力學(xué)溫度零度以上都能發(fā)射輻射能第十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)熱傳導(dǎo)一、熱傳導(dǎo)方程1、傅立葉定律TTT+dTT1T2dxδφx溫度梯度，表示熱流方向溫度變化的強度，溫度梯度越大，說明熱流方向單位長度上的溫差越大。負號表示熱流方向與溫度梯度方向相反,熱量是沿溫度降低的方向傳遞.第十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五傅里葉定理是研究傳熱過程的重要方程，在工程上主要解決三個問題：①計算傳熱量或熱量損失；②確定面上的溫度；③確定保溫層的壁厚。傅立葉定律解決的問題第十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2、導(dǎo)熱系數(shù)（1）、固體的導(dǎo)熱系數(shù)大多數(shù)固體的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度大致呈線性關(guān)系。

λ=λ0（1+αλt）

αλ--------溫度系數(shù)（2）液體的導(dǎo)熱系數(shù)液態(tài)金屬：液態(tài)金屬導(dǎo)熱系數(shù)比一般液體高液態(tài)金屬導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低。其他液體：水的導(dǎo)熱系數(shù)最大，除水和甘油等幾種液體外，大多數(shù)液體λ隨溫度升高略有減少，純液體λ比混合液體一般要大一些。（3）氣體的導(dǎo)熱系數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而增大，隨壓強增大而增加。第十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

二、傳導(dǎo)傳熱的計算

1、單層平面熱傳導(dǎo)TT1T2δφx稱為導(dǎo)熱熱阻稱為導(dǎo)熱的推動力第十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2、多層平壁的熱傳導(dǎo)TT2T3T1T4δ1φxδ3δ2三層平壁的熱傳導(dǎo)速率方程:n層平壁的熱傳導(dǎo)速率方程:各層平壁的溫差降與該層的熱阻成正比。第十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3、單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)速率方程熱阻為:上式也可以寫成與平壁熱傳導(dǎo)速率方程類似形式:其中對數(shù)平均面積為:對數(shù)平均半徑為:當(dāng)r2/r1≤2時,

T1Lr1r2T2dr第十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4、多層圓筒壁的熱傳導(dǎo)三層圓筒壁的熱傳導(dǎo)速率方程n層圓筒壁的熱傳導(dǎo)速率方程Φr1r2r4r3T1T3T4T2ΔT=T1–Tn+1第十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5、保溫層的臨界半徑r1r2t1tft1----保溫層內(nèi)表面溫度；tf----環(huán)境溫度r1、r2----分別為保溫層內(nèi)外壁半徑；λ---為保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)α----為對流傳熱系數(shù)；L---為管長稱為臨界半徑rcφBrcr2t2第二十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五對流傳熱過程是從流體到固體壁或從固體壁到流體的傳熱過程,是一個層流內(nèi)層為主的導(dǎo)熱和層流內(nèi)層以外對流傳熱的綜合過程.12第三節(jié)對流傳熱第二十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五自然對流強制對流無相變化有相變化蒸汽冷凝液體沸騰膜狀冷凝滴狀冷凝對流傳熱分類對流傳熱分類第二十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五第二十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五一、對流傳熱分析1、層流底層，由于流體粘性的存在，靠近壁面的一薄層流體作層流流動，稱為層流底層，熱量傳遞主要是靠分子擴散運動以導(dǎo)熱方式進行，熱阻主要集中在層流底層中，造成較大的溫度降。2、過渡區(qū)，在層流底層與湍流主體之間存在著一個過渡區(qū)，該區(qū)的流體由于漩渦運動，而造成流體質(zhì)點產(chǎn)生相對運動，熱量傳遞除了以傳導(dǎo)方式外，還有對流方式存在，故溫度梯度逐漸變小。3、湍流主體，流體質(zhì)點的劇烈碰撞與混合，熱量傳遞以對流方式為主，可以認為無熱阻，溫度梯度為零，各處的溫度相等。12層流內(nèi)層過渡區(qū)湍流主體區(qū)湍流主體區(qū)第二十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五二、對流傳熱速率方程熱流體側(cè)

冷流體側(cè)對流傳熱速率方程(又稱牛頓冷卻定律)三、傳熱膜系數(shù)的影響因素1、流體的流動狀態(tài)2、流體的對流狀況3、流體的物理性質(zhì)影響較大的物性有流體的比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度和粘度。4、傳熱表面的形狀，大小和位置5、流體相變的影響12第二十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五對流傳熱膜系數(shù)α的物理意義:當(dāng)壁面和流體主體溫度差為1K時,單位面積的固體壁面上單位時間內(nèi)以對流傳熱方式傳遞的熱量。對流傳熱方程式以很簡單的形式表達了復(fù)雜的對流傳熱過程的傳熱速率，其中的膜系數(shù)包括了所有影響對流傳熱過程的復(fù)雜因素。由于對流傳熱系數(shù)α受很多因素的影響，不可能提出一個確定α的普遍公式。α可查詢相關(guān)資料取經(jīng)驗值。第二十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五四、提高傳熱膜系數(shù)的途徑（一）無相變的對流傳熱：提高流體流速是強化傳熱的有效措施，但流體流速增大后能量損失增加。（二）冷凝傳熱：

（1）不凝氣體蒸汽內(nèi)含有不凝氣體，形成氣膜，使傳熱阻力增大，對流傳熱系數(shù)降低。（2）蒸汽流速和流向蒸汽與液膜流向一致，加速液膜流動，對流傳熱系數(shù)增大；蒸汽流速增大對流傳熱膜系數(shù)增大（3）蒸汽過熱情況按飽和蒸汽冷凝處理（4）冷凝面的高度及布置方式冷凝液膜增厚會降低傳熱系數(shù)。第二十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2023/5/24液體沸騰

大容積沸騰

管內(nèi)沸騰

沸騰曲線

當(dāng)溫度差較小時，液體內(nèi)部產(chǎn)生自然對流，α較小，且隨溫度升高較慢。當(dāng)△t逐漸升高，在加熱表面的局部位置產(chǎn)生氣泡，該局部位置稱為氣化核心。氣泡產(chǎn)生的速度△t隨上升而增加，α急劇增大。稱為泡核沸騰或核狀沸騰。

（三）、沸騰傳熱（1）溫度差溫度差是控制沸騰傳熱的重要參數(shù)第二十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2023/5/24第二十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五（2）操作壓力提高壓力提高飽和溫度，液體黏度及表面張力下降，有利于氣泡生成與脫離壁面，強化了對流傳熱過程。（3）流體物性表面張力小潤濕能力大的液體，形成的氣泡容易離開表面，對沸騰傳熱有利。（4）加熱面壁面粗糙，發(fā)生氣泡的核心多些，氣泡上升運動越激烈，從而強化了傳熱。第三十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)傳熱計算T1T2T2′T1′傳熱速率方程:φ=KA△Tm

化工生產(chǎn)中經(jīng)常遇到物料通過管壁或容器器壁加熱或冷卻的傳熱過程。熱流體以對流的方式傳給固體壁面，而固體壁面內(nèi)部以導(dǎo)熱的方式把熱量從一側(cè)表面?zhèn)鹘o另一側(cè)表面，然后再以對流的方式把熱量傳給冷流體，這個傳熱過程稱為熱交換。下面套管式換熱器是間壁式換熱器中最常用的一種。第三十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五一、熱量衡算

工業(yè)生產(chǎn)中由于流體溫度的變化吸收或放出熱量稱為熱負荷。在穩(wěn)態(tài)傳熱過程中，若忽略熱損失，熱量的衡算關(guān)系式為：熱流體放出的熱量=冷流體吸收的熱量。熱負荷的計算，可以分為兩種情況：1、無相變時的熱負荷計算熱流體:φ放=qmhCph(T1–T2)=qmh(H1–H2)

冷流體:φ冷=qmcCpc(T2′–T1′)=qmc(H2′–H1′)

φ放

=φ冷

qmhCph(T1–T2)=qmcCpc(T2′–T1′)

其中qmh和qmc分別為熱、冷流體的質(zhì)量流量，kg/s或kg/h第三十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五二、傳熱速率方程

通過換熱器中任一微元面積dA的間壁兩側(cè)流體的傳熱速率方程，可以仿照對流傳熱速率方程寫出：dφ=K(T–T′)dA=K△TdA1、總傳熱速率微分方程2、恒溫傳熱

換熱器間壁兩側(cè)流體的溫度都是恒定，比如：蒸發(fā)器中，一側(cè)為飽和蒸汽；另一側(cè)為沸騰液體，它們之間傳熱就是恒溫傳熱。φ=KA△T=KA(T–T′)dATT′dφK--------總傳熱系數(shù).W/(m2·℃)第三十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3、變溫傳熱變溫傳熱可以分為以下幾種情況：①間壁一側(cè)流體為恒溫，另一側(cè)流體為變溫。如：用恒壓蒸汽加熱另一種流體，蒸汽溫度恒定，流體為變溫；又如：用熱流體加熱另一種在較低溫度下進行沸騰的流體，流體的沸騰溫度保持恒定。②溫

a、并流，換熱器中冷、熱流體同向平行流動

度

b、逆流，換熱器中冷、熱流體反向平行流動均

c、錯流，換熱器中冷、熱流體相互垂直流動

有并流逆流交錯Ⅰ

變

d、折流化多次錯流ⅡⅠⅡ第三十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五并流、逆流時冷熱流體沿傳熱面的溫度變化情況T1T2T2′T1′T1T2T2′T1′A、并流B、逆流T1′T2′T1T2T1′T2′T1T2第三十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五錯流和折流

對于錯流和折流的平均溫差計算，先按逆流時計算對數(shù)平均溫度差，再乘以校正系數(shù)ε△T，而校正系數(shù)ε△T是冷、熱流體的溫度變化P和R和函數(shù)。

將該函數(shù)繪成曲線，然后通過P、R查找ε△T

（可通過工程手冊查取）錯流和折流的平均溫差為：第三十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五第三十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五第三十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4、流體流動方向的選擇（1）、流向?qū)鳠崞骄鶞夭畹挠绊憿?、間壁兩側(cè)流體為恒溫②、間壁一側(cè)恒溫另一側(cè)為變溫③、間壁兩側(cè)均為變溫ΔTm并=ΔTm逆主要考慮設(shè)備結(jié)構(gòu)以及操作上的方便①、間壁兩側(cè)流體為恒溫②、間壁一側(cè)恒溫另一側(cè)為變溫③、間壁兩側(cè)均為變溫∵ΔTm并＜ΔTm逆；φ=KA△Tm

當(dāng)φ一定時，ΔTm增加，A減小，說明逆流時所需傳熱面積比并流?。?）、流向?qū)d熱體用量的影響由于ΔTm并=ΔTm逆，并流逆流時的載熱體用量都相等第三十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

在其他條件一定時,對于兩側(cè)均為變溫操作,為什么逆流操作加熱介質(zhì)的用量比并流小?T1′T2′T1并T2并T2逆T1逆分析:(1)、并流時，加熱介質(zhì)由T1并降到T2并其最低極限出口溫度可以達到冷流體出口溫度T2′。(2)、逆流時，加熱介質(zhì)由T1逆降到T2逆其最低極限出口溫度可以達到冷流體進口溫度T1′?！逿2′＞T1′在其他條件一定時,逆流操作加熱介質(zhì)的用量比并流小。A)、若換熱的目的僅僅是為了加熱流體,則逆流操作時就有可能使T2逆＜T2并.B)、若換熱的目的是為了回收熱量,逆流操作時加熱介質(zhì)的出口溫度較并流時低,則回收的熱量多一些.T1第四十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五對數(shù)平均溫差及其計算方法T1′T2′T1T2dTdT′ΔT1ΔTΔT212dl微元面積dA的間壁兩側(cè)流體的傳熱速率方程dφ=K(T–T′)dA=K△TdA對數(shù)平均溫差當(dāng)△T1/△T2≤2時，傳熱速率方程dA第四十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五

從經(jīng)濟的角度看，逆流優(yōu)于并流，但并不是所有情況下采用逆流好！以下情況采用并流：①、加熱某些熱敏性物料時，采用并流較易控制物料出口溫度，從而避免因出口溫度過高而影響物料的質(zhì)量。②、加熱高粘度物料時，采用并流可使物料進入換熱器后迅速升高溫度，從而降低物料粘度，提高熱交換的效果。③、對于某些高溫換熱器，采用逆流操作時，高溫集中一端，會使一端的溫度過高，對設(shè)備材料的耐熱性能要求較高，而采用并流則可以降低該處的溫度，可以延長換熱器的壽命。第四十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五三、總傳熱系數(shù)1、選取經(jīng)驗值根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗總結(jié)出一套參考數(shù)據(jù)，在設(shè)計換熱器時，可以根據(jù)設(shè)備型式、結(jié)構(gòu)相同，雷諾數(shù)、物料的物性參數(shù)和已知K值的生產(chǎn)設(shè)備相同或接近時，可以參考相近設(shè)備,取相同的K值作為設(shè)計值。2、測定總傳熱系數(shù)對于現(xiàn)有的換熱器，通過實驗的方法以來測定，按公式計算第四十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3、總傳熱系數(shù)的計算對于間壁式換熱器

1）、以傳熱面積A1

為基準(zhǔn)的總傳熱速率方程為：dA2TT′dφTW1TW2dA1第四十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五工程計算中，一般以管外表面積為基準(zhǔn)計算總傳熱系數(shù)K2）、以傳熱面積A2

為基準(zhǔn)的總傳熱速率方程為：第四十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3）、污垢熱阻實際生產(chǎn)中，換熱器運行一段時間后，傳熱面會產(chǎn)生污垢，影響傳熱效果，使總傳熱系數(shù)下降。如果間壁兩側(cè)的污垢熱阻分別為R1和R2，則總傳熱系數(shù)為：（1）、對于傳熱面為平壁、或管徑較大且管壁較薄的壁面,即

d1≈d2≈dm=d,則其傳熱系數(shù)計算式為：

由于污垢影響傳熱效果，在使用過程中必須減緩污垢的形成，及時清除污垢。討論：第四十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五化工生產(chǎn)中防止和減少污垢熱阻形成的途徑：1、提高流體的流速，使所攜帶的懸浮物不致沉積下來；2、控制冷卻水的加熱程度，防止有水垢析出；3、對有垢層形成的設(shè)備必須定期檢查除垢，以維持較高的傳熱速率。1、人工除垢；2、機械除垢；3、化學(xué)清洗?；どa(chǎn)中常用的除垢方法：常有化學(xué)清洗劑有酸、堿、氧化劑、金屬離子鰲合劑、殺蟲劑等?；瘜W(xué)清洗劑去除物體表面污垢時，化學(xué)清洗劑會與被清洗得物體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成腐蝕，使用時要加入金屬緩蝕劑及鈍化劑等助劑。第四十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五（2）、當(dāng)污垢熱阻忽略時（3）、污垢熱阻忽略不計,且傳熱壁熱阻較小，可以忽略不計?；騽t當(dāng)α2＞＞α1時K≈α1第四十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五傳熱過程的強化傳熱速率方程:φ=KA△Tm一、增大傳熱面積增大傳熱面積，可以提高傳熱速率，但不能僅僅依靠增大設(shè)備尺寸來實現(xiàn)，關(guān)鍵是從設(shè)備的結(jié)構(gòu)來考慮，提高緊湊性，單位體積內(nèi)提高傳熱面積。改進傳熱面的結(jié)構(gòu)，如用螺旋波紋管代替光滑管，或采用翅化管換熱器，板式換熱器，以及板翅式換熱器，來增大傳熱面積。二、增大平均溫度差1、熱交換的兩流體采用逆流操作。2、提高熱流體溫度或降低冷流體的溫度。三、增大總的傳熱系數(shù)第四十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3、提高傳熱膜系數(shù)α1）、當(dāng)傳熱膜系數(shù)α1、α2相差不大，或在同一個數(shù)量級時，欲使K值增大，應(yīng)同時增大α1、α22）、當(dāng)傳熱膜系數(shù)α1、α2相差較大時，欲使K值增大，應(yīng)增大α1、α2中較小的一方。2、減小熱阻δ/λ值

對于間壁式換熱器，管壁厚較薄，而金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ較大，熱阻δ/λ較小，故對K的影響較小。提高總傳熱系數(shù)K，可以從以下幾個方面來考慮：1、降低污垢熱阻R1，R2

管內(nèi)、外污垢厚度盡管很薄，但垢層的導(dǎo)熱系數(shù)較小，因而產(chǎn)生的熱阻較大，對K值影響較大，必須防止污垢的產(chǎn)生，應(yīng)及時清除。方法：保持流體一定的流速沖刷管壁防止污垢的沉積，或者采用化學(xué)或機械的方法抑制污垢的產(chǎn)生，定時清洗。第五十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五A）、增大流速(增加管程數(shù),管外增加擋板),減小管徑，湍流程度的加強，可以增大傳熱膜系數(shù)αB）、采用粗糙管或管內(nèi)裝入麻花鐵、螺旋圈、金屬絲等添加物，可以增加流體的湍流程度，從而增大傳熱膜系數(shù)α，也可以增加傳熱面積，強化傳熱。2）、采用導(dǎo)熱系數(shù)較大的流體作載熱體，如：熔鹽、液態(tài)金屬

對流傳熱的熱阻主要集中在傳熱邊界層、熱量以導(dǎo)熱方式進行傳遞，而流體的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬壁面小得多，往往進行強化傳熱，減小熱阻，提高K，可采用以下途徑：1)、增加湍流程度,以減小層流底層厚度3）、盡量采用有相變化的載熱體，可以得到較大的對流傳熱系數(shù)。第五十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五實際生產(chǎn)中強化傳熱的途徑1、增加單位體積的傳熱面積這個只有在技改或更新時候才更換患熱面積更大的，或增加設(shè)備數(shù)量。2、提高傳熱溫度差傳熱溫度差是傳熱過程的推動力，推動力越大，過程進行得越快。為什么濃硫酸清凈要改用燒堿溴化鋰7度水，為什么氯乙烯廠7度水溫度高，尾氣排放量大，高塔壓力偏高，原因就在于溫度差，7度水溫度越低，傳熱越快。3、提高總傳熱系數(shù)K值對換熱器進行清理，如設(shè)備排污、高壓清洗、化學(xué)清洗。第五十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五六、熱輻射1、熱輻射是一種以電磁波傳遞能量的方式，凡是溫度在絕對零度（-273.15℃）以上的物體都可以發(fā)射輻射能，只有當(dāng)物體發(fā)射的輻射能被另一物體吸收并轉(zhuǎn)化為熱能的過程，才稱為熱輻射。2、黑體能全部吸收輻射能的物體，稱為絕對黑體，簡稱黑體。5、灰體大部分物體屬于灰體，部分吸收輻射能，部分輻射能反射回去，這樣的物體稱為灰體。3、白體能夠全部反射輻射能的物體，稱為絕對白體，簡稱白體或鏡體。4、透熱體能夠全部透過輻射能的物體，稱為透熱體。5、黑度物體輻射能力與同溫度的黑體的輻射能力的比值，稱為黑度。第五十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)熱交換器一、間壁式換熱器的類型：1、夾套式換熱器容器或反應(yīng)釜外的夾套。

特點：結(jié)構(gòu)簡單、傳熱系數(shù)不高2、沉浸式蛇管換熱器蛇形盤管沉浸在容器的液體中，加熱或冷卻。特點：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、傳熱系數(shù)、傳熱面積較小第五十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3、噴淋式換熱器由上至下噴淋冷卻水，特點：傳熱效果較好，但占地面積大，放室外易結(jié)垢。4、套管式換熱器由直徑不同的同心套管組成特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能承受高壓，有較大的伸縮性，但占地面積大，接頭多易泄漏，用于流量不大，傳熱面積不大的高壓場合。第五十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5、管殼式換熱器（又稱列管式換熱器）目前應(yīng)用最廣的換熱設(shè)備①固定管板式結(jié)構(gòu)簡單，成本低，由于管殼程不易清洗或檢修、管外物料要求比較清潔，不易結(jié)垢。②浮頭式換熱器兩端的管板，有一端是不與殼體相連，可以沿管長方向自由浮動。特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、造價高，應(yīng)用在溫差較大場合。③U形管式換熱器較浮頭式簡單，可用于高溫高壓、但管程不易清洗，可用于清潔物料及高壓氣體的換熱。第五十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五二、板式換熱器1、板式換熱器：結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱系數(shù)高，檢修清洗方便。2、板翅式換熱器：結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱系數(shù)高，適應(yīng)性廣，不易清洗。3、螺旋板式換熱器：總傳熱系數(shù)高，不易堵塞，適合于懸浮物及高粘度的流體，結(jié)構(gòu)緊湊不易檢修。第五十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五三、換熱器的發(fā)展1、高效換熱元件：螺旋形異形管翅化管多孔表面管熱管2、新型換熱器：螺旋擋板管殼式換熱器折流桿換熱器回轉(zhuǎn)式換熱器熱管廢熱鍋爐第五十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五管殼式換熱器的設(shè)計與選用一、確定設(shè)計方案的基本原則1、滿足工藝條件及其操作的要求2、材料來源廣泛，施工方便，成本低3、確保生產(chǎn)安全，避免事故發(fā)生確定換熱器流程的原則：1）、走管程2）、走殼程①、易結(jié)垢、有沉淀及含雜質(zhì)的流體②、高溫、高壓或腐蝕性強的或有毒的流體③、與外界環(huán)境溫差較大的流體④、溫差小、傳熱膜系數(shù)值相差較大的兩流體中α值大的流體①、飽和蒸汽②、與外界環(huán)境溫差小的流體③、不易結(jié)垢的潔凈流體第五十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五二、設(shè)計內(nèi)容1、工藝設(shè)計：通過物料衡算和熱量衡算，確定傳熱系數(shù)K

傳熱面積A，管子長度及數(shù)量，管板的布置及流體的流向。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計：殼體壁厚的確定，管子及其與管板的連接、各流體進、出口的結(jié)構(gòu)設(shè)計，溫差的影響，各部位的焊接結(jié)構(gòu)。三、管殼式換熱器的選用1、分析了解設(shè)計任務(wù)，掌握各項參數(shù)及工藝特點①物料的進、出口溫度及操作壓力②物料的物性參數(shù)③物料的物理化學(xué)性質(zhì)及耐腐蝕性2、確定選擇換熱器的型式，確定流體流動空間3、設(shè)計計算①根據(jù)物料進、出口的溫度，計算對數(shù)平均溫差②根據(jù)物料的物性參數(shù)，確定α1，α2，λ，R1，R2計算總傳熱系數(shù)K③計算熱負荷④確定傳熱面積A，確定管