换热器原理与设计(答案)
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绪论1.2.热交换器的分类:1)按照材料来分:金属的,陶瓷的,塑料的,是摸的,玻璃的等等2)按照温度状况来分:温度工况稳定的热交换器,热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变;温度工况不稳定的热交换器,传热面上的热流和温度都随时间改变。
3)按照热流体与冷流体的流动方向来分:顺流式,逆流式,错流式,混流式4)按照传送热量的方法来分:间壁式,混合式,蓄热式恒在壁的他侧流动,两种流体不直接接触,热量通过壁面而进行传递。
过时,把热量储蓄于壁内,壁的温度逐渐升高;而当冷流体流过时,壁面放出热量,壁的温度逐渐降低,如此反复进行,以达到热交换的目的。
第一章1.Mc1℃是所需的热量,用W表示。
两种流体在热交换器内的温度变化与他们的热容量成反比;即热容量越大,流体温度变化越小。
2.W—对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。
4.顺流和逆流情况下平均温差的区别:在顺流时,不论W1、W2值的大小如何,总有μ>0,因而在热流体从进口到出口的方向上,两流体间的温差△t总是不断降低;而对于逆流,沿着热流体进口到出口方向上,当W1<W2时,μ>0,△t不断降低,当W1>W2时,μ<0,△t不断升高。
5.P(定义式P12)物理意义:流体的实际温升与理论上所能达到的最大温升比,所以只能小于1。
6.R—冷流体的热容量与热流体的热容量之比。
(定义式P12)7.从φ值的大小可看出某种流动方式在给定工况下接近逆流的程度。
除非处于降低壁温的目的,否则最好使φ>0.9,若φ<0.75就认为不合理。
(P22 例1.1)8.所谓Qmax是指一个面积为无穷大且其流体流量和进口温度与实际热交换器的流量和进口温度相同的逆流型热交换器所能达到的传热量的极限值。
9.实际传热量Q与最大可能传热量Qmax=Q/Qmax。
意义:以温度形式反映出热、冷流体可用热量被利用的程度。
10.根据ε的定义,它是一个无因次参数,一般小于1。
其实用性在与:若已知ε及t1′、t2′时,就可很容易地由Q=εW min(t1′-t2′)确定热交换器的实际传热量。
换热器原理与设计
换热器是一种用于热传递的设备,其原理基于热量的传导、对流和辐射等传热机制。
换热器被广泛应用于各个领域,如工业加热和冷却系统、空调系统、汽车发动机等。
换热器的设计需要考虑多种因素,包括传热效能、压降、材料选择等。
传热效能是衡量换热器性能的一个重要指标,该指标可以通过比较进出口流体的温度差和流量来计算得出。
传热效能越高,换热器完成热传递的能力就越强。
在设计换热器时,首先需要确定换热器的类型。
常见的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器、管式换热器等。
每种类型的换热器有着不同的结构和传热性能。
换热器的选择还需要考虑流体的特性。
流体的热导率、密度、比热容等参数会直接影响到换热器的设计。
同时,流体的温度、流量以及换热要求也需要考虑进去。
在设计过程中,还需要注意换热器的流体阻力问题。
流体在通过换热器时会产生阻力,这会导致压力降低。
为了降低流体阻力,可以采用合适的管道直径和流道设计。
另外,材料的选择也非常重要。
换热器需要能够承受高温、高压以及一定的腐蚀性,因此常用的材料包括不锈钢、铜、铝等。
根据具体的工作环境和需求,选择适合的材料可以保证换热器的使用寿命和工作效率。
总之,换热器的设计需要考虑多种因素,包括传热效能、流体特性、流体阻力以及材料选择等。
通过合理设计和选择合适的换热器,可以实现高效的热传递。
换热器参考答案换热器参考答案换热器是一种常见的热交换设备,用于将热量从一个流体传递到另一个流体。
它在许多工业和生活领域中都有广泛的应用,如化工、电力、制药、石油和天然气等行业。
换热器的设计和选择对于提高能源效率和降低成本非常重要。
本文将探讨换热器的基本原理、常见类型以及一些设计和选择的考虑因素。
换热器的基本原理是利用热传导的原理,通过接触面积的增大和温度差的存在,使热量从一个流体传递到另一个流体。
通常,换热器由两个流体流经并在一定的接触面上进行热交换。
其中一个流体通常被称为“热流体”,它的温度高于另一个被称为“冷流体”的流体。
热流体在经过接触面时释放热量,而冷流体则吸收这部分热量,使两个流体的温度逐渐趋于平衡。
根据换热器的结构和传热方式的不同,可以将其分为许多类型。
其中最常见的类型包括管壳式换热器、板式换热器和螺旋板式换热器。
管壳式换热器由一个外壳和一组管子组成,热流体在管子内流动,而冷流体则在管子外流动。
这种换热器的优点是结构简单、可靠性高,适用于高温高压的工况。
板式换热器由一组平行的金属板组成,热流体和冷流体在板间交替流动,通过板的热传导实现热交换。
这种换热器的优点是传热效率高、体积小、易于清洗和维护。
螺旋板式换热器是一种结合了管壳式换热器和板式换热器的优点的换热器,它的结构复杂,但传热效率更高。
在设计和选择换热器时,需要考虑一些因素。
首先是热负荷,即需要传递的热量大小。
根据热负荷的大小,可以确定换热器的尺寸和传热面积。
其次是流体的物性参数,如流体的温度、压力、流量和热导率等。
这些参数将直接影响到换热器的设计和性能。
此外,还需要考虑流体的腐蚀性、粘度和颗粒物含量等因素,以选择合适的材料和换热器类型。
最后,经济性也是一个重要的考虑因素。
换热器的成本、维护费用和能源消耗都需要纳入考虑范围,以确保选择的换热器是经济可行的。
总之,换热器是一种重要的热交换设备,广泛应用于各个行业。
了解换热器的基本原理、常见类型以及设计和选择的考虑因素,对于提高能源效率和降低成本具有重要意义。
换热器原理与设计
换热器是一种机械设备,它的主要作用是在不同流体之间传递热能,从而从一个流体系统中转移热量到另一个流体系统中。
换热器分为直接换热器和间接换热器,其原理主要是外壳换热器,波纹管换热器,盘管换热器和桥壳换热器等。
外壳换热器分为管状换热器和壳状换热器。
它们通常使用曲线管形式,由放置在外部壳体内部的内管,围绕其外表面运动流体,然后与外管的外表面冷却流体热量。
波纹管换热器主要由内管、定子、波纹管等组成。
定子和波纹管与内管圆柱体内壁紧密地结合在一起,外管和内管之间形成空气层,从而形成热隔离结构。
翅片的弯曲和相互结合使流体在接触的表面上有更大的传热效果。
盘管换热器是由管状容器、盘管、流体分配器等组成。
界面上的接触面积大,配有叶片,用于促进流体混合,以改善传热效率,热阻参数小,容量很大,传热量可以满足较高的工况要求。
桥壳换热器由内壳,节流器,外壳,内外壳组成。
内壳和外壳之间有一个空气层填充,节流器将内壳和外壳连接,形成内外流体两侧的热交换界面,实现内外流体的热量传递。
换热器原理与设计课后题答案史美中国热交换器原理与设计热交换器:将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。
(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])热交换器的分类:按照热流体与冷流体的流动方向分为:顺流式、逆流式、错流式、混流式按照传热量的方法来分间壁式、混合式、蓄热式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])1热交换器计算的基本原理(计算题)热容量(W=Mc):表示流体的温度每改变1C时所需的热量温度效率(P):冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])传热有效度(e):实际传热量Q与最大可能传热量Q之比2管壳式热交换器管程:流体从管内空间流过的流径。
壳程:流体从管外空间流过的流径。
<1-2>型换热器:壳程数为1,管程数为2卧式和立式管壳式换热器型号表示法(P43)(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])记:前端管箱型式:A-平盖管箱B一--封头管箱壳体型式:一一单程壳体F一一具有纵向隔板的双程壳体H一双分流后盖结构型式:P一一填料函式浮头S一一钩圈式浮头U一一U形管束一-管子在管板上的固定:胀管法和焊接法管子在管板上的排列:等边三角形排列(或称正六边形排列)法、同心圆排列法、正方形排列法,其中等边三角形排列方式是最合理的排列方式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])管壳式热交换器的基本构造: (1)管板(2)分程隔板(3)纵向隔板、折流板、支持板(4)挡板和旁路挡板(5)防冲板产生流动阻力的原因:①流体具有黏性,流动时存在着摩擦,是产生流动阻力的根源;②固定的管壁或其他形状的固体壁面,促使流动的流体内部发生相对运动,为流动阻力的产生提供了条件。
热交换器中的流动阻力:摩擦阻力和局部阻力管壳式热交换器的管程阻力:沿程阻力、回弯阻力、进出口连接管阻力管程、壳程内流体的选择的基本原则: (P74)管程流过的流体:容积流量小,不清洁、易结垢,压力高,有腐蚀性,高温流体或在低温装置中的低温流体。
1.按传热过程分类,换热器有几类?各自的特点是什么?(1)直接接触式换热器,也叫混合式换热器(2)周期流动式换热器,也称蓄热式换热器,借助于由固体制成的蓄热体交替地与热流体和冷流体接触。
优点:① ~③ P2主要缺点:①②P2(3)间壁式换热器,也称表面式换热器,冷热流体被一个固体壁面隔开,互不接触,热量通过固体壁面传递。
应用最多(4)液体耦合间接式换热器:系统由两台间壁式换热器组成,通过某种传热介质(如水或液态金属)的循环耦合在一起。
主要优点:①② P42. 换热器常用哪些材料制造?金属材料换热器:碳钢、不锈钢、铝、铜、镍及其合金等非金属材料换热器:石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷换热器等。
稀有金属换热器可解决高温、强腐蚀等换热问题,但材料价格昂贵使应用范围受到限制。
钛应用较,钽、锆等应用较少。
3.对腐蚀性介质,可选用什么材料换热器?非金属材料换热器:石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷换热器等4.管壳式换热器特点,常用类型?优点:管壳式换热器具有易于制造、成本较低、清洗方便、适应性强、处理量大、工作可靠以及选材范围广等特点,且能适用于高温高压的工况。
缺点:存在壳程流动死区、壳程压力损失较大、容易结垢以及容易发生管束诱导振动等5.间壁式换热器的特点,常用有哪些类型?P2 – P36.对两种流体参与换热的间壁式换热器,其基本流动式有哪几种?说明流动形式对换热器热力工作性能的影响.(1)顺流式或称并流式,其内冷、热两种流体平行地向着同一方向流动.(2)逆流式,两种流体也是平行流动,但它们的流动方向相反。
(3)叉流式或称错流式,两种流体的流动方向互相垂直交叉.(4)混流式,两种流体在流动过程中既有顺流部分,又有逆流部分。
当冷、热流体交叉次数在四次以上时,可根据两种流体流向的总趋势,将其看成逆流或顺流.顺流和逆流可以看作是两个极端情况。
在进出口温度相同的条件下,逆流的平均温差最大,顺流的平均温差最小。
7.间壁式换热器的总传热热阻由几项组成?从热阻的角度考虑,理论上如何强化间壁式换热器的传热?P11①~④ ;平壁:增加A、采用导热系数高的材料、减小平壁厚度;圆管:增加圆管壁长度、采用导热系数高的材料、1.理论提高K值的途径(加大传热系数)(1)提高传热面两侧的换热系数;(2)避免或减轻污垢积聚;(3)选用导热性能良好的材料作传热壁面并尽量减薄其厚度。
列管换热器习题以及答案列管换热器习题以及答案换热器是工业生产中常见的设备之一,用于将热量从一个介质传递到另一个介质。
而列管换热器是其中一种常见的换热器类型。
在学习和应用列管换热器时,我们经常会遇到一些习题,通过解答这些习题可以更好地理解和掌握列管换热器的原理和应用。
下面,我们将给出一些列管换热器的习题以及相应的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
习题一:一个列管换热器的管程数为100,管程内的流体为水,管程外的流体为汽油。
水的进口温度为30℃,汽油的进口温度为120℃,水的出口温度为60℃,汽油的出口温度为80℃。
已知水的流量为10 kg/s,汽油的流量为8 kg/s,求列管换热器的传热面积。
解答一:根据传热方程,我们可以得到列管换热器的传热功率公式:Q = U × A × ΔTm其中,Q为传热功率,U为总传热系数,A为传热面积,ΔTm为平均对数温差。
首先,我们需要求解平均对数温差ΔTm。
根据平均对数温差公式:ΔTm = (ΔT1 - ΔT2)/ ln(ΔT1 / ΔT2)其中,ΔT1为水侧的温差,ΔT2为汽油侧的温差。
ΔT1 = (60 - 30) = 30℃ΔT2 = (120 - 80) = 40℃带入公式计算得到:ΔTm = (30 - 40) / ln(30 / 40) ≈ -9.33℃接下来,我们可以根据传热功率公式求解传热面积A:Q = U × A × ΔTm传热系数U是一个经验值,根据实际情况选择合适的数值。
假设U为400W/(m^2·℃),代入已知数据计算传热面积A:Q = 400 × A × (-9.33)已知Q = 10 × (60 - 30) × 1000 = 300,000 W带入公式计算得到:300,000 = 400 × A × (-9.33)A ≈ 80 m^2所以,该列管换热器的传热面积为80平方米。