1、恩索机电恩索机电2023-1-31六、六、热热交换基础交换基础范范围围n什么是能量n 能量是怎样传递的n 什么是热交换n 影响热交换的参数n换热系数n 单相热交换n 顺流/逆流n换热量恩索机电恩索机电2023-1-32什什么是能量么是能量?能量是能转移的!热量热量 是能量是能量!恩索机电恩索机电2023-1-33显显热和潜热热和潜热显显热热 通通过改变温度来传递能量过改变温度来传递能量 固体固体,液体或气体的温度升高液体或气体的温度升高潜潜热热 通过通过相变而不是改变温度来传递能量相变而不是改变温度来传递能量!固体变成液体固体变成液体 液体变成气体液体变成气体恩索机电恩索机电2023-1-34
2、热交换定律热交换定律 能量从能量从 热热介质介质 =冷冷介质介质 流动流动温温度度 差差 是是必须的必须的热热侧侧 放热放热=冷冷侧侧 吸热吸热(包括周围环境吸热包括周围环境吸热)恩索机电恩索机电2023-1-35热热力学定律力学定律1 kg100C水水1 kg0C水水1 kg100C水水1 kg0C冰冰1 kg10C水水1 kg10C水水1 kg100C蒸蒸汽汽1 kg0C水水100C40%蒸蒸汽汽100C40%蒸蒸汽汽1 kg50C水水1 kg50C水水传传热方法热方法对对流流辐射辐射传传递递恩索机电恩索机电2023-1-37什什么是热交换么是热交换?能量在两种流体之间的传递n不用混合两种
3、流体 n快速n没有热损失n效率高(小容器,小温差,小压降)能能量量恩索机电恩索机电2023-1-38Q=k A LMTD换换热平衡热平衡kQAQ=总热流量k=换热系数A=换热面积 LMTD=对数平均温差恩索机电恩索机电2023-1-39单单相热交换相热交换1侧侧2 侧侧两边都没有相变两边都没有相变温度连续变化温度连续变化 只只有显热有显热恩索机电恩索机电2023-1-310单单相相2 侧侧1 侧侧1 侧侧2 侧侧2 侧侧1 侧侧1 侧侧2 侧侧逆逆流流顺顺流流(平平行行)恩索机电恩索机电2023-1-311顺流和逆流顺流和逆流2 侧侧1 侧侧2 侧侧1 侧侧 A B A B逆流利用温度差的效率
4、较高逆流利用温度差的效率较高.恩索机电恩索机电2023-1-312对数平均温差对数平均温差2 侧侧1 侧侧 A A2 侧侧1 侧侧 B B ClnLMTDBABAo-=恩索机电恩索机电2023-1-313对数平均温差对数平均温差2 侧侧1 侧侧100C60C0C70CLMTD=53.6 C2 侧侧1 侧侧100C60C70C0C A B A BLMTD=39.1 C ClnLMTDBABAo-=恩索机电恩索机电2023-1-314换热系数换热系数(k)dT热热T冷冷lA A热热A A冷冷Boundry layer111kHOTCOLD=dl恩索机电恩索机电2023-1-315流流动和动和k值值
5、Re:0-150Re 150层流层流紊紊流流薄膜厚度薄膜厚度增增大大Re 减减小厚度小厚度 高高k值值恩索机电恩索机电2023-1-316K值值vs 压力压力降降利用允许利用允许压力降压力降!k p3否则你得提供更多的否则你得提供更多的换热面积换热面积!506070809010012345678压压力降力降换换热面热面恩索机电恩索机电2023-1-317传热方程传热方程QC=k A LMTDQC=换热量 kWk=换热系数 kW/m2,CA=换热面积 m2 LMTD=对数平均温差C恩索机电恩索机电2023-1-318流体热交换流体热交换Cp=比热容 kJ/kg,CT=流体进出口温差 CQFlui
6、d=m CP Tm=流量 kg/s恩索机电恩索机电2023-1-319设设计热交换器计热交换器QC=QFluidk A LMTD=m Cp T对对一台换热器来说这两个方程式同时有效一台换热器来说这两个方程式同时有效:6个参数中任何一个改变都要求其它的一起改变以保持方程的平衡个参数中任何一个改变都要求其它的一起改变以保持方程的平衡.恩索机电恩索机电2023-1-320设设计换热器计换热器 m1cp1 T1=kA LMTD=m2cp2 T2 Q1侧流体侧流体=QC=Q2侧流体侧流体恩索机电恩索机电2023-1-321两两相热交换相热交换1 侧侧2 侧侧一侧相变一侧相变温度温度不不连续变化连续变化潜潜热和显热都有热和显热都有LMTD 不不能用能用(蒸蒸发发)恩索机电恩索机电2023-1-322两两相热交换相热交换1 侧侧2 侧侧一侧相变一侧相变 温度温度不作不作连续变化连续变化LMTD 不不能用能用(冷冷凝凝)恩索机电恩索机电2023-1-323单单相相 vs 两相两相1 SideSide 2Side 1Side 2蒸发蒸发Side 1Side 2Side 2Side 1冷凝冷凝1 侧侧2 侧侧2 侧侧1 侧侧单单相相恩索机电恩索机电2023-1-324
