換熱器傳熱計(jì)算的平均溫差法

制冷與低溫技術(shù)原理(六) 多媒體教學(xué)課件 李文科 制作 第六章 熱交換過(guò)程及換熱器 第一節(jié) 制冷機(jī)中熱交換設(shè)備的傳熱 過(guò)程及傳熱計(jì)算方法 第二節(jié) 蒸 發(fā) 器 第三節(jié) 冷 凝 器 第四節(jié) 蒸發(fā)器供液量的自動(dòng)調(diào)節(jié) 第五節(jié) 制冷系統(tǒng)的傳熱強(qiáng)化與削弱 第一節(jié) 制冷機(jī)中熱交換設(shè)備的 傳熱過(guò)程及傳熱計(jì)算方法 內(nèi) 容 提 要 一、通過(guò)平壁的傳熱 二、通過(guò)圓管的傳熱 三、通過(guò)肋壁的傳熱 四、平均傳熱溫差與析濕系數(shù) 五、換熱器傳熱計(jì)算的平均溫差法 第一節(jié) 熱交換設(shè)備的傳熱過(guò)程及傳熱計(jì)算 換熱器是制冷機(jī)的重要設(shè)備，其特性對(duì)制冷機(jī)的性能有重要影響。換熱器中包括多種熱交換過(guò)程，如凝結(jié)、沸騰、強(qiáng)制對(duì)流、自然對(duì)流等。本章主要介紹蒸發(fā)器和冷凝器的結(jié)構(gòu)、傳熱特性以及蒸發(fā)器供液量自動(dòng)調(diào)節(jié)，也適當(dāng)介紹一些制冷系統(tǒng)傳熱強(qiáng)化與削弱的方法。 熱量由壁面一側(cè)的流體穿過(guò)壁面?zhèn)鹘o另一側(cè)流體的過(guò)程稱(chēng)為傳熱過(guò)程。制冷機(jī)熱交換設(shè)備中的傳熱基本可以歸結(jié)為通過(guò)平壁、圓管壁以及肋壁的傳熱，本節(jié)結(jié)合制冷換熱器傳熱計(jì)算的實(shí)際需要，給以簡(jiǎn)要回顧。 第一節(jié) 熱交換設(shè)備的傳熱過(guò)程及傳熱計(jì)算 一、通過(guò)平壁的傳熱 對(duì)于無(wú)內(nèi)熱源、熱導(dǎo)率λ為常數(shù)、厚度為δ、兩側(cè)流體溫度為tf1與tf2、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h1與h2的單層無(wú)限大平壁的穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程，通過(guò)平壁的熱流量可由下式計(jì)算： (6－1) 式中：φ－通過(guò)平壁的熱流量，W； A－傳熱面積，m2； K－傳熱系數(shù)，W/(m2·K)。 式(6－1)可改寫(xiě)成熱流密度的形式 (6－2) 式中：q—熱流密度，W/m2。 第一節(jié) 熱交換設(shè)備的傳熱過(guò)程及傳熱計(jì)算 整個(gè)傳熱過(guò)程可分成三個(gè)分過(guò)程：高溫流體與壁面的對(duì)流換熱、平壁導(dǎo)熱以及壁面向低溫流體的對(duì)流換熱。傳熱系數(shù)為 (6－3) 相應(yīng)的傳熱熱阻為 (6－4) 式中：R—傳熱過(guò)程的熱阻，m2·K/W； 1/hi、1/ho和δ/λ—分別為兩表面的對(duì)流換熱熱阻與壁面的導(dǎo)熱熱阻，m2·K/W。 第一節(jié) 熱交換設(shè)備的傳熱過(guò)程及傳熱計(jì)算 對(duì)于n層平壁，當(dāng)各層材料的熱導(dǎo)率分別為λ1、λ2、…λn，且為常數(shù)，厚度分別為δ1、δ2、…δn，層與層之間接觸良好，無(wú)接觸熱阻時(shí)，熱阻計(jì)算公式為 (6－5) 第一節(jié) 熱交換設(shè)備的傳熱過(guò)程及傳熱計(jì)算 二、通過(guò)圓管的傳熱 圖6－1所示為一單層圓管，內(nèi)、外直徑分別為di和do，相應(yīng)的半徑為ri和ro，長(zhǎng)度為l，熱導(dǎo)率λ為常數(shù)，無(wú)內(nèi)熱源，圓管內(nèi)、外兩側(cè)的流體溫度分別為tf1、tf2，且tf1＞tf2，兩側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為hi、ho。與平壁傳熱不同，由于圓管的內(nèi)、外表面積不相等，所以傳熱系數(shù)也有內(nèi)、外之分。制冷換熱器計(jì)算中，一般以圓管外表面面積Ao為基準(zhǔn)，相應(yīng)的熱流量φ為 (6－6) 單位長(zhǎng)度圓管的傳熱密度φl(shuí)為 (6－7) 式中：kl＝koπdo，為單位管長(zhǎng)的傳熱系數(shù)，W/(m3·K)。 第一節(jié) 熱交換設(shè)備的傳熱過(guò)程及傳熱計(jì)算 圖6－1 圓管壁的傳熱過(guò)程 第一節(jié) 熱交換設(shè)備的傳熱過(guò)程及傳熱計(jì)算 以圓管外壁面面積為基準(zhǔn)計(jì)算，傳熱系數(shù)ko為 (6－8) 工程計(jì)算中，當(dāng)圓管的內(nèi)、外徑之比do/di≤2時(shí)，式(6－8)可簡(jiǎn)化為 (6－9) 或 (6－10) 式中：δ—圓管壁厚，m；λ—圓管熱導(dǎo)率，W/(m·K)； dm—圓管內(nèi)、外直徑的算術(shù)平均值

總結(jié)

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