空分設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)講座：第四講換熱器(一)

1、 維普資訊 深 冷 技 術(shù) 及 平 均 面 積 ： 總 第 期 不 相 等 （ 中 式 困圓 管 壁 的 內(nèi)表 面 積 、 外表 面 積 。 、 、分 表 示 圓 管 管 壁 的 內(nèi)徑 、 外徑 、 平均 直徑 及長 度 ） 。所 以傳 熱 系數(shù) 值 也 隨 所 取 的 傳熱 面積 不 同而 異 。 我 國換 熱 器 系列 標(biāo) 準(zhǔn) 中規(guī) 定 換 熱 面 積 以外 壁 面 為 基 準(zhǔn) ， 因此 通 常 根 據(jù) 管 子 外 徑 為 基 準(zhǔn) 計(jì) 算傳熱面積。 一 一 ： 一 。 ；一魚 一 生 ： 。 五。 為 以傳 熱 面 積 也 為 基 準(zhǔn) 的 傳 熱 系數(shù) 稱 在 實(shí) 際 生 產(chǎn) 過 程 中，

2、 換 熱 器 使 用時(shí) 間久 了， 常 會(huì) 在 傳 熱 壁 面 上 生 成 污 垢 層 ，如 圖 所 示 。 污 垢 層 般 很 薄 ， 但其 導(dǎo) 】 熱系數(shù) 很小 ，具有較大的 熱阻，從而 使換熱器 的傳熱效 果大為 污 垢 層 時(shí) ， 這 時(shí)總 熱 阻， ； 為 。 降低，成為傳熱 過程 申不 可忽視 的影響 因素。當(dāng)管 壁兩 側(cè) 皆有 圖 壁 面 上 有 污 垢 時(shí) 傳 熱過 程 的 分 析 礬 擊 擊 寫 成如 下形 式 ： 式 一 、 為垢 的 熱 阻 此亦 用 垢 阻 表 。 式 中 忐 污層 導(dǎo) 熱 ， 值可 污 熱、 示上 可 顯來 擊 擊 枉設(shè)計(jì)或選 用換熱器時(shí) ，由于污垢層

3、厚度 及其導(dǎo)熱系數(shù)皆不 易估計(jì)，在 工程計(jì)算時(shí) ，通 常 是 根 據(jù) 經(jīng)驗(yàn) 選 用 污垢 熱 阻 ， 污 垢 熱 阻 可 從 有關(guān) 資 料 中 查 取 。 六 、 冷 熱 流體 在換 熱 器 中的 流 向 組 織 一 般 場 合 ，換 熱器 內(nèi)冷 熱 氣 流 之 間的 溫 差 是 變 化 的 。 兩 流體 平 行 同 向流 動(dòng)稱 順 流 ，平 行 逆 向 流動(dòng) 稱 逆 流 ，垂 直 交 叉 流 動(dòng) 稱 錯(cuò) 流 ，如 圖 所示 。 由順 流 、逆 流 、 錯(cuò) 流 組臺(tái) 的 流 動(dòng) 稱 復(fù) 合 流。 （ ） 流 順 （ ） 流 逆 （ ） 泓 釬 圖 流 體 的 流 向 維普資訊 年第 期 深 冷

4、 技 術(shù) 圖 示 出 順 流 和逆 流 時(shí) 冷、 熱流 體 沿 換 熱器 長 度 方 向溫 度 變 化 的情 況 。 從 圖 可 知 ， 流 動(dòng) 方 向?qū)?傳 熱平 均漏 差 是 有 影 響的 ，下 面分 別 進(jìn) 行 討 論 。 （ ）對 于 間壁 兩 側(cè) 流體 皆 為 恒溫 （ 相 變 有 的流 體 ）和 一 側(cè) 流體 恒 溫 、 一 側(cè) 流體 變 溫 ， 流 體 的 流 動(dòng)方 向?qū)?傳 熱 的 平 均溫 差 無 影 響 。 （ ） 間 壁兩 倆 流體 溫 度 皆有 變 化時(shí) ，兩 種 鲴 睫； 圈 流 、 逆 流 挾 熱 器 中 流 體 沿 流 動(dòng) 方 向 的 溫 度 變化 圖 流體 的開

5、始 和終 了溫度均 一定 時(shí)，逆流操作所 具 有 的 傳 熱 平 均 溫 差 較 順 流 大 ， 錯(cuò) 流 和 折 流 的 平 均 溫 差 亦 比逆 流 小 ， 所 阻換 熱 器 內(nèi)常 采 用逆 流 （ ） 錯(cuò) 流 和 折 流操 作 ， 雖然 傳 熱 平 均 溫 差 比逆 流操 作 時(shí) 小 ， 但 結(jié) 構(gòu) 緊湊 ， 備 布 置 合 理 ， 設(shè) 便 于 操 作 ， 應(yīng) 用 亦廣 。 如 果沿整個(gè)換熱器長度 內(nèi)換熱流體的 比熱不變 ，則傳熱平均溫差 可用對數(shù)平 均 溫 差 求 之： 一 ： 二 蔓 一 式中 換熱器兩 端的溫差， 且 ， 上 式 適 用 于 順 流 和 逆 流。 錯(cuò) 流 和 復(fù) 合流

6、 時(shí)， 這時(shí) 平 均 溫 差 由下 式 求 之 ； ， “ 囂 式中 妒 修正 系數(shù) （ 一 與流體流動(dòng)方 向有關(guān) ，按專門文獻(xiàn)提 出的圖確定） 。 錯(cuò) 流 （ 流 ） 圖 所示 。 叉 如 當(dāng) 時(shí)，可用算術(shù)平均溫 差 （ ）代替對數(shù)平均溫 差，此時(shí) 誤 差 。 如 果沿 整個(gè) 換熱 器長度 內(nèi)換熱，流體 的 比熱會(huì) 發(fā)生很 大變 化，此時(shí)傳熱 平均溫差 必須 按 積 分 平 均溫 差 確 定 。 空分 裝 置 中應(yīng) 用的鞭 熱 器型 式繁 多，按 傳 熱 的特 征 分 為三 賽 ； 、 （ ） 問壁 式換 熱器。如 圖 一 所示， 它的特點(diǎn)是冷 熱流體之 間通過傳熱壁 面（ 傳熱面） 進(jìn)行熱

7、交換，兩股換熱流體不混 合。 間壁式換熱器應(yīng)用最廣 ，屬于此類換熱器 的有 ；繞管式 換熱器列管式換熱器 趣 片管換熱器和板翅式換熱器等 。 （） 蓄熱式換 熱 器。如 圖 一兒所 示，它的特 點(diǎn)是把 間壁 式換熱器 中進(jìn)行的傳熱過程 ， 從 時(shí)間上分割成兩 個(gè)階段進(jìn)行。在加熱周期，熱流體流過壁面 ，壁面渡 加熱 ，并把吸收的熱 量 貯存 起 來 。 在 冷 卻 周期 ，冷 流 體 流 過 壁 面 ， 壁面 被冷 卻 ， 并把 貯 存 之 熱 量 傳 遞給 冷 流 體 維普資訊 深 冷 術(shù) 總第 期 罷 寒 窶 吾 ： 卜 、 、 ± 、 、 、 廠 、 、 、 ； 口 ，糟 、 、