Wh r Wccpc (tc 2 tc1 )
Wh 2210.9 2000 2.5 (70 20)
Wh 113.08kg / h
传热过程计算
总传热速率计算
Q KAtm
与K相对应的 总传热面积 m2
---总传热速率方程
总传热系数 W/（m2•℃）
传热平均温差 ℃
K---总传热系数
管外侧对流 传热热阻
管壁导热 热阻 管内侧对流 传热热阻
热阻：内外表面污垢热阻分别为Rsi和Rso
d0 d0 1 1 bd0 Rs 0 Rsi K 0 0 d m i di di
传热过程计算
总传热速率计算
Q KAtm
---总传热速率方程
传
热
本章章节
第一节
第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
概述（重点）
热传导（重点） 对流传热（重点） 传热过程计算（重点） 对流传热系数经验关联式 辐射传热 换热器
对流传热
对流传热过程分 析
湍流主体传热方式为对流传热 层流底层传热方式为热传导
固体层传热方式为热传导
热量从热流体经过固体层传递到 冷流体过程中，两侧壁面处的层 流底层是传热阻力的主要部分 强化对流传热，就要加大流体湍 流程度，减小层流底层的厚度
对流传热
对流传热速率方程---牛顿公式
推动力 速率 系数 推动力 阻力
t 量均为某一局部参数 dQ dA t 1 局部对流传热系数 dA
工程计算中采用平均值： 管内 dQ i (T Tw )dA i
Q At
平均对流传热系数 总传热面积
α不是物性参数
管外 dQ 0 (tw t )dA 0
例 在一列管式换热器中，壳程有绝压为180kPa水蒸气冷凝。某种液体在管内流动，其流量为
2000kg/h，进出口温度分别为20和70℃，平均温度下比热容为2.5 kJ/(kg•℃），试求蒸汽用 量。假设换热器热损失可忽略，蒸汽冷凝后排出的为饱和水。
解 180 kPa下水蒸气冷凝潜热为2210.9kJ/kg
热量衡算
1、冷、热流体均不发生相变变化： 2、热流体有相变无温变， 冷流体无相变： 3、热流体有相变且有温变， 冷流体无相变：
Q Whcph (th1 th 2 ) Wcc pc (tc 2 tc1 )
Q Wh r Wcc pc (tc 2 tc1 )
Q Wh r WhCph (th1 th 2 ) Wc c pc (tc 2 tc1 )
dQ K0 (T t )dA0
K 0 dAi d i K i dA0 d 0 K 0 dAm d m K m dA0 d 0 Ki dAi di K m dA0 d0
Ki (T t )dAi
Km (T t )dAm
局部（管外、管内、管内外平均） 总传热系数
对于稳定传热：dQ1= dQ2 = dQ3
T Tw Tw t w t w t dQ 1 b 1 0 dA0 dAm i dAi
传热过程计算
总传热速率计算
Q KAtm
---总传热速率方程
K---总传热系数
T t dQ 1 b 1 0 dA0 dAm i dAi
传热过程计算
h2
冷流体
一、 热量衡算 二、 总传热速率计算
热量衡算 目的：计算冷、热流体传热过程中热量的多少----热负荷（单位：W）
2、热流体有相变无温变， 冷流体无相变：
c1
热交换器
c2
h1
热流体
Q Wh r WcCpc (tc 2 tc1 )
r---冷凝潜热，kJ/kg
1、冷、热流体均不发生相变变化：
K---总传热系数
d0 d0 1 1 bd0 Rs 0 Rsi K 0 0 d m i di di
传热面为平壁或薄管壁 do di dm 当管壁热阻和污垢热阻均可忽略时
1 1 b 1 Rs 0 Rsi K0 0 i
提高总传热 系数的方法
3、热流体有相变且有温变， 冷流体无相变：
Q WhCph (th1 th2 ) WcCpc (tc 2 tc1 )
Cp---平均定压比热容，取进出 口温度平均值下的比热容值
Q Wh r WhCph (th1 th 2 ) WcCpc (tc 2 tc1 )
传热过程计算
1 K0 ---总传热系数 d0 1 bd0 0 d m i d i
如无特别说明，通常以管子外壁 表面为基准，即式中的K就指Ko
传热过程计算
总传热速率计算
Q KAtm
---总传热速率方程
K---总传热系数
d0 1 1 bd0 K 0 0 d m i d i
两侧同除以dA0
dQ T t dA0 bdA dA0 dA0 0 0 dA0 dAm i dAi
T t bd0 d0 1 0 d m i d i
K 0 dAi d i K i dA0 d 0 K 0 dAm d m K m dA0 d 0 Ki dAi di K m dA0 d0
传热过程计算
总传热速率计算
Q KAtm
（1）热流体 （2）热管壁 （3）冷管壁
---总传热速率方程
K---总传热系数
间壁传热包括三个步骤：
对流
传导 对流
管壁
dQ 1 0 (T Tw )dA 0

b (Tw t w )dAm
冷管壁 dQ2 冷流体
dQ3 i (tw t )dAi
传热过程计算
总传热速率计算
Q KAtm
---总传热速率方程
K---总传热系数
dQ T t d0 1 bd 0 dA0 0 d m i di
d0 1 1 bd0 K 0 0 d m i d i
--- 传热热阻
与dQ K0 (T t )dA0比较：
1 1 1 K0 0 i
阻碍污垢产生 或及时清除污垢