第4章-换热设备课件.ppt

学习目标,知识目标1.了解传导传热、对流传热的基本原理；2.熟练传导传热、对流传热的基本计算方法；3.掌握各种换热器的结构、工作原理。能力目标1.学会传导传热和对流传热的基本计算；2.掌握各类换热器的性能。,热是一种特殊形式的能量，任何物体都具含有热。物体所含热的多少可以用温度来度量，温度越高说明物体所含的热越多。高温物体可以将热释放给低温物体，物体间的温差越大，释放热的趋势越大。热被释放的过程成为传热，所释放的数量叫热量。在传热的过程中，高温物体降温，低温物体升温，这表明冷热两物体发生了热交换过程，实现冷热物体交换的设备叫热换器。,第一节 传热基本知识,由于高温物体是全方向释放热量，因此由高温物体与环境物质所组成的三维系统中各空间点都分布热，形成各空间点的温度。,温度场是时间和空间坐标的函数。在温度场中，各空间点的温度大小与该店所处的位置有关，离高温物体越近数值越大，反之越小。,第二节 传热基本计算,负号代表热流方向与温度梯度方向相反,通过对热量在径向上传递过程的分析，可得出传热速率计算式为,(2)多层圆筒壁的传热速率计算式,在多层圆筒壁中，各层的传热速率相同，热通量不同。,例题2,（2）强制对流传热,使用泵、风机或其它外力推动流体流动而产生的热量传递过程,（一）对流传热基本知识,1.对流传热过程分析,阻力主要来自滞流内层：由于流体质点平行于壁面流动，在传热方向上无混合过程，过渡层界面处的温度与贴近壁面处流体的温度有较大的差距，因此主要是热传导传热。,2.牛顿冷却定律,热流体对固体壁面对流传热速率表达式为,在实际换热过程中，局部对流系数沿管道长度变化而变化，通常采用平均对流传热系数 代替。,常用的特征数及物理意义,第三节 常见换热器,3.浮头式换热器,由圆筒形壳体、管板、管程隔板、壳程隔板、浮头、管道等部件构成。,浮头式换热器管程流体按折流方式流动，采用壳程隔板将延长了流程，促使换热充分。由于固定端是通过法兰与壳体连接，所以，整个管束可以从壳体中抽出，拆卸方便，有利于清洗和维修。,2.板式换热器,板式换热器由长方形金属薄板、垫片、支架组合构成,使用时将冷、热流体分别从两组通道输入，则冷、热流体交错地在板与板之间的空间中流动，形成间壁式换热。由于金属薄板上有大量的凹凸波纹，不仅加强了金属薄板的机械强度，而且还提高了流体的湍流程度，增加了传热面积，强化了传热效果，因此，板式换热器被广泛地应用于快速升温或快速降温的换热过程中。,热流体和冷流体分别从不同的入口处进入各自的流道，在容器内呈逆流方式流动并进行热交换。螺旋板式换热器传热面积大，总传热系数高，不易堵塞，换热效果好，可充分利用低温热源进行换热。缺点是不耐高温高压，清洗和检修困难。螺旋板式换热器适用于混悬液和粘稠流体的热交换过程。,板翅式换热器结构紧凑，质量小，单位体积传热面积大，总传热系数高，传热效果好。缺点是流道小易堵塞，清洗及维修困难。板翅式换热器适合于低温或超低温条件下的换热过程。,精品课件！,精品课件！,