分析間壁換熱器壁溫的影響因素

模塊二傳熱06任務六計算間壁換熱器的壁溫06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

3能力目標學習要求與目標1.具有識別與判斷間壁式換熱器壁溫影響因素的能力。2.具有計算的間壁換熱器壁溫的能力。知識目標1.掌握間壁換熱器壁溫的影響因素。2.掌握計算間壁換熱器的壁溫。素質目標1.培養(yǎng)誠實守信、團結協(xié)作、愛崗敬業(yè)精神；2.培養(yǎng)安全、環(huán)保、健康生產(chǎn)意識；3.培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及質量意識，具備工程管理能力；4.培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力；5.創(chuàng)新能力培養(yǎng)等。子任務1

分析間壁換熱器壁溫的影響因素子任務2計算間壁換熱器的壁溫

06一、分析間壁傳熱過程的溫度分布情況任務六：計算間壁換熱器的壁溫

子任務1分析間壁換熱器壁溫的影響因素

換熱器間壁之所以能將熱流體通的熱量傳給冷流體,是因為間壁兩側流體之間存在溫度差。

經(jīng)過換熱器壁面的傳熱分為三個階段,即熱流體向壁面的對流傳熱、壁面內導熱、壁面向冷流體對流傳熱,在熱流方向上溫度逐漸降低。壁面兩側流體的主體溫度及傳熱過程熱阻的大小將直接影響壁面溫度的高低。冷、熱流體通過間壁式換熱器換熱時,器壁的溫度及流體流向如圖所示。06二、分析影響壁面溫度的因素任務六：計算間壁換熱器的壁溫

子任務1分析間壁換熱器壁溫的影響因素

在熱流體一側，熱流體向壁面對流傳熱。在熱流體流動狀況一定的情況下，熱流體溫度越高，則壁溫越高，所以降低壁溫的有效方法是降低熱流體溫度；如果熱流體溫度一定,若通過改變流動狀況，也能改變壁溫。06二、分析影響壁面溫度的因素任務六：計算間壁換熱器的壁溫

子任務1分析間壁換熱器壁溫的影響因素

熱流體流動過程中湍動程度越低，則熱流體與壁面的傳熱熱阻越大，造成熱流體與壁面的溫度差越大，短時間內可能使壁面溫度降低，但長時間的熱阻增大會降低換熱器傳熱速率，反而由于熱量積累造成壁溫升高。在間壁另一側，壁面向冷流體對流傳熱過程中，如果冷流體與壁面的傳熱熱阻大，將造成熱量的積累而使壁溫升高。06二、分析影響壁面溫度的因素任務六：計算間壁換熱器的壁溫

子任務1分析間壁換熱器壁溫的影響因素

因此，生產(chǎn)過程中經(jīng)常采用降低冷流體一側熱阻的方法來降低壁溫，比如增加冷流體湍動程度或及時清理冷流體一側的污垢，就能有效地減小壁面與冷流體的熱阻，從而減小壁面與冷流體之間的溫度差,達到降低壁溫的目的。06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

子任務2計算間壁換熱器的壁溫

一、計算清潔壁面的壁溫

在穩(wěn)定傳熱過程中，熱量從熱流體通過壁面?zhèn)鹘o冷流體，壁面兩側與壁面的對流傳熱速率及壁面內的導熱速率必然相等。圓形管內熱流體將熱量傳給管外的冷流體，于是得出傳熱方程式：

計算壁溫的表達式：

，，06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

一廢熱鍋爐，由φ25×2.5mm鍋爐鋼管組成，管長L=6m。管外為水沸騰，絕對壓力為2.55MPa。管內通高溫的合成轉化氣，其平均溫度為500℃。已知轉化氣一側對流傳熱系數(shù)

=300W/(m2·℃),沸騰水一側

=10000W/(m2·℃),若忽略管壁結垢所產(chǎn)生的熱阻，試求：

（1）換熱器傳熱速率；

（2）鍋爐鋼管兩側的壁溫。

06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

二、計算結垢壁面的壁溫

如果壁面兩側有污垢存在，在管內外壁面污垢熱阻分別為Rsi和Rso，在穩(wěn)定傳熱過程中的傳熱方程式為：

06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

如果壁面較薄且熱導率較高，則導熱熱阻忽略可不計，壁面兩側溫度近似相等，在穩(wěn)定傳熱過程中的傳熱速率可用下式近似計算：

06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

在上述練習的鍋爐使用一段時間后，沸騰水一側產(chǎn)生一層污垢，污垢熱阻為

，其他條件不變，忽略導熱熱阻，求換熱器的傳熱系數(shù)和水一側的壁溫。解：（1）傳熱系數(shù)Ko的計算有污垢熱阻時，用式計算:

代入各值，得：

06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

（2）壁溫的計算

在壁內的導熱熱阻忽略不計的情況下，可認為管壁兩側溫度基本相等

，即壁溫的計算公式可近似用下式計算：

將數(shù)值代入下式計算：

解得：06任務六：計算間壁換熱器的壁溫

三、粗略估算壁面的壁溫

如果壁面較薄且熱導率較高，則導熱熱阻忽略可不計，若忽略污垢熱阻，在穩(wěn)定傳熱過程中的傳熱方程式為：