和上面的 ，都是在假设出口温度下得到的，因此，都不
是真实的换热量
(6)比较两个 值，满足精度要求，则结束，否则，重新假定 出口温度，重复(1)~(6)，直至满足精度要求。
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2 效能-传热单元数法 (1) 换热器的效能和传热单元数
换热其效能的定义是基于如下思想：当换热器无限长， 对于一个逆流换热器来讲，则会发生如下情况
然而，实际情况的船热量q总是小于可能的最大传热量qmax，我 们将q/qmax定义为换热器的效能，并用 表示，即
q m qa x C C m hth tih n th tc C C m ctc tih n tc t
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对于一个已存在的换热器，如果已知了效能 和冷热流体的进
(c) 板翅式交叉流换热器
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单位体积内所包含的换热面积作为衡量换热器紧凑 程度的衡量指标，一般将大于700m2/m3的换热器称 为紧凑式换热器，板翅式换热器多属于紧凑式，因 此，日益受到重视。
(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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(5) 螺旋板式换热器：换热表面由两块金属板卷 制而成，有点：换热效果好；缺点：密封比较困 难。
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t1 t1 t2 t2
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第11章 传热和换热器
本章的学习目的 (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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11-1 传热过程的分析和计算
传热过程？ 基本计算式(传热方程式)？
Qk(A tf1tf2)
k 1 AR tot
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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
Cold fluid
T
T1
Th(Hot) T2
Tc (cold)
x
顺流
Hot fluid
Cold fluid
T B ,out
TA,in(tubesi de) T A ,out
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TB,in(sheslilde)
T A,out
TB,out
T A,in (tube side)
进一步增加管程和壳程
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(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、管翅式和板翅式三种。
T T1
Th
T2
Tc x
逆流
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(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。
T A ,out
T B ,in
TB ,out
T A ,in
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增加管程
TB,in (shelsli de)
对于校核计算（已知 A,qmchh,qmccc ，及两个进口温度，
求 th，tc ）
(1)先假设一个流体的出口温度，按热平衡式计算另一个出口 温度
(2)根据4个进出口温度求得平均温差 tm (3)根据换热器的结构，算出相应工作条件下的总传热系数k
(4)已知kA和 ，按传热方程式计算在假设出口温度下的 tm (5)根据4个进出口温度，用热平衡式计算另一个 ，这个值
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换热器的热计算有两种方法：平均温差法
效能-传热单元数(-NTU)法
1 平均温差法：就是直接应用传热方程和热平衡方程进行热
2mhch,qmccc ，及进出口温度中的三个， 求 ）k , A
口温差，则实际传热量可很方便地求出
q q m aC x m T h i n T c
那么在未知传热量，之前， 又如何计算？和那些因素有关？
a 当 qmchhqmccc时，th tc ，则 qma xqmch h(th tc ) b 当 qmccc qmchh时，tc th ，则 qmaxqmcc(th tc )
于是，我们可以得到
q m a ( q m x c ) m ( t h i n t c ) C m ( t h i n t c )
1 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
2 换热器的分类：
几种类型换 热器简介
间壁式
混合式
回热式
套管式
壳管式 ( 管壳式 交叉流换热器
板式 螺旋板式
)管束式 管翅式 板翅式
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顺流和逆流的区别在于：
顺流： t t1 t2 t t1 t2 逆流： t t1 t2 t t1 t2
或者我们也可以将 对数平均温差写成 如下统一形式(顺 流和逆流都适用)
tm
tmax tmin ln tmax
tmin
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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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§11-2 换热器的型式及平均温差
(1)初步布置换热面，并计算出相应的总传热系数k
(2)根据给定条件，由热平衡式求出进、出口温度中的那个 待定的温度
(3)由冷热流体的4个进出口温度确定平均温差 tm
(4)由传热方程式计算所需的换热面积A，并核算换热面流体 的流动阻力
(5)如果流动阻力过大，则需要改变方案重新设计。
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