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57-20
顺流换热器
假设： （1）冷热流体的质量流量qm2、qm1以及比热容c2, c1
其中： ko
do
1 do ln( do ) 1
hidi 2 di ho
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计算采用面积：Ao
57-5
3. 通过肋壁的传热过程计算
肋壁面积： Ao A1 A2 稳态下换热情况：
hi t fi
Ai
hi Ai (t fi twi )
t wi
Ai (twi
two )
ho A1(two t fo ) ho f A2 (two t fo )
1
k 1 1 hi hoo
计算采用面积：Ai
所以，只要 o 1 就可以起到强化换热的效果。
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57-7
4 .临界热绝缘直径（带保温层的圆管传热）
A(t f 1 t f 2 )
1 1
h1 h2
Ai (t f 1 t f 2 )
1 1
hi hoo
Φ
l(t fi t fo )
三种类型换热器简介
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间壁式
套管式
交 壳叉 管流 式(换管热壳器式)
管束式 管翅式
板式
板翅式
螺旋板式
混合式
蓄热式
57-11
2. 间壁式换热器的主要型式
（1）套管式换热器：最简单的一种间壁式换热器， 流体有顺流和逆流两种，适用于传热量不大或流 体流量不大的情形。
Hot fluid
§ 10-3 换热器中传热过程平均温差计算
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1. 简单顺流及逆流换热器的平均温差计算 传热方程的一般形式：
kAtm
th
这个方程对于传热过程是通
用的，但是当温差 tm沿整个壁
面不是常数时，比如等壁温条
件下的管内对流换热，以及遇
到的换热器等，需要用到平均 温差。
tc
th dth th tc dtc tc
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57-3
1. 通过平壁的传热过程计算
k
1
1
1
h1 h2
说明： (1) h1和h2的计算；（2）如果计及辐射时对 流换热系数应该采用等效换热系数(总表面传热系数)
单相对流：ht hc hr 膜态沸腾：ht4 3 hc4 3 hr4 3
hr
(T14 T24 )
T1 T2
hoo Ao (two t fo )
肋面总效率
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o
( A1
f
Ao
A2 )
A1
ho
A2 t fo
t wo
57-6
1
tf1 tf2
1
Ai (t f 1 t f 2 )
1 Ai
hi Ai Ai hoo Ao hi hoo Ao
定义肋化系数: 则传热系数为:
Ao Ai
TA,out TB,in (shellside)
TB,out TA,in (tubeside)
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57-13
增加管程
TB,in (shell side)
TB,out
TA,in (tubeside) TA,out
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57-14
进一步增加管程和壳程
TB,in (shellside)
d 0 ddo2
do2
22பைடு நூலகம்
ho
dcr
或者 Bi do2ho 2
2
可见，确实是有一个极值存在。do2在do1 ~ dcr之间， 是增加的，当do2大于dcr时， 降低。
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P463例题
57-9
§ 10-2 换热器的类型
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1. 换热器的分类：
换热器的定义：用来使热量从热流体传递到冷流体， 以满足规定的工艺要求的装置
Cold fluid
T T1
Th (Hot) T2
Tc (cold)
x
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顺流
Hot fluid
Cold fluid
T
T1
Th
Tc
逆流
T2 x
57-12
(2) 管壳式换热器：最主要的一种间壁式换热器，传 热面由管束组成，管子两端固定在管板上，管束与 管板再封装在外壳内。两种流体分管程和壳程。
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l(t fi t fo )
1 1 ln( do1 ) 1 ln( do2 ) 1
hidi 21 di 22 do1 hodo2
d
l(t fi t fo )
ddo2 1 1 ln( do1 ) 1 ln( do2 )
1
1
22do2
hodo22
hidi 21 di 22 do1 hodo2
TA,out
3-6型
2-4型
TB,out
TA,in (tube side)
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57-15
(3) 交叉流换热器：间壁式换热器的又一种主要形式。 其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。交叉流换热器 又分管束式、管翅式、管带式和板翅式四种。
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（C）管带式
(d) 板翅式交叉流换热器 57-16
(4) 板式换热器：由一组几何结构相同的平行薄平板 叠加所组成，冷热流体间隔地在每个通道中流动， 其特点是拆卸清洗方便，故适用于含有易结垢物的 流体。
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57-17
(5) 螺旋板式换热器：换热表面由两块金属板卷制而 成，优点：换热效果好；缺点：密封比较困难。
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57-18
1 1 ln( do ) 1
hidi 2 di hodo
圆管外敷保温层后：
Φ
l(t fi t fo )
1 1 ln( do1 ) 1 ln( do2 ) 1
hidi 21 di 22 do1 hodo2
可见，保温层使得导热热阻增加，换热削弱；另一方 面，降低了对流换热热阻，使得换热赠强，那么，综 合效果到底是增强还是削弱呢？
第十章 传热过程分析与换热器热计算
本章学习目的 (1)分析实际传热问题的能力 (2)综合应用三种基本传热方式及其相关公式的能力 (3)了解换热器的基本知识和设计过程
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57-1
§10-1 传热过程的分析和计算
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57-2
k A(t f 1 t f 2 )
式中：k是传热系数(总传热系数)。对于不同的传热 过 程，k的计算公式也不同。
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57-4
2. 通过圆管的传热过程计算
内部对流： t fi twi hidil
圆柱面导热： twi
two
Φ
2l
ln
do di
外部对流：
two
t fo
hodol
hi ho
Φ
l(t fi t fo )
1 1 ln( do )
1
kodol(t fi t fo )
hidi 2 di hodo