第6章 　综合传热计算.doc

第6章综合传热计算
第一次课课题: § 散料层内热交换
一、本课的基本要求:
会用固定、流化料层的传热量计算公式。
二、本课的重点、难点:
本课的重点及难点是固定料层、流化料层的传热量计算公式的应用。
§ 散料层内热交换
散料层(固定料层)内的热交换是气、固两相之间的热量传输现象,其热量传输过程比较复杂。
为揭示其一般规律,在研究它们之间的热交换过程时,常作如下假设:
(1)炉料与炉气沿整个容器横截面均匀流动。
(2)炉料与炉气的水当量保持不变。
(3)料块尺寸在热交换过程中不发生变化。
(4)料层内换热系数为常数。
一、料块内部热阻很小(Bi≤)时的热交换
在此条件下,可认为料块内、外部温度始终是均匀一致的。
参看图6-2-1,在dτ时间内,单位体积料层内气体传给料块的热量为
dQ=αA(tg-ts)Avdτ
在此范围内炉气发生的温度变化应为

同样,物料的温度变化为

由以上关系有

积分后有

或
如果在换热终端,即τ=τ2,则可得终端温差为

由逆流热交换系数的热平衡方程可知
始端与任一截面之间
始端与终端之间
由以上四式联立求解得

当τ=τ2时,则tg=tg”故可得

E0值与及函数关系如图所示。
当Wg<Ws且料层足够高的条件下,有

若换热时间足够长,即τ→∞,则
任意时刻的炉料温度为

在换热终端,即τ=τ2时,

当Wg>WS且料层足够高时,有

若料块入口温度为室温,或ts’≈0,则

在此基础上,若τ→∞,则有
ts”=tg’
每单位体积料层的热交换量可写为
kJ/m3
或 kJ/m3
二、炉气与料块间的换热系数
经验式
W/(m2·K)
三、考虑料块内热阻时的热交换
总热阻为
(m·℃)/W
传热系数为
W/(m2·℃)
对于球形料块有

对不规则料块则为

第二次课课题:§
一、本课的基本要求:
,会换热器的设计与校核计算。
。
二、本课的重点、难点:
本课的重点是换热器的工作原理及计算,关键在于求出k、Δtcp
§
利用余热利用设备可以节约燃料和提高燃烧温度。
一、换热器

顺流式:热流体与冷流体流向相同。
逆流式:热流体与冷流体流向相反。
叉流式:热流体与冷流体流向相交叉。
其他流动方式都是以上三种方式的组合。
换热器内流体的流动方式
(a)顺流(b)逆流(c)叉流(d)折流(e)顺叉流(f)逆叉流
在整个换热器内,热流体与冷流体之间有

用水当量表示为


(1)基本公式
q=kΔtcp W/m3
Q=KΔtcpA W
(2)平均温差Δtcp
℃
℃(顺流)
℃(逆流)
当流体不是简单的顺流或逆流时,则平均温差计算式中应乘以修正系数εΔt,即
℃
εΔt的推导结果已整理成计算线图,见附图6。图中的R及P是水当量的比值及换热器的加热温度效率。它们的定义式分别为


结论:
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