熱交換器熱計(jì)算的基本原理

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第1章 熱交換器熱計(jì)算的基本原理,,,能源與動(dòng)力工程教研室,,能源與動(dòng)力工程教研室,,,能源與動(dòng)力工程教研室,1.0 概述,熱（力）計(jì)算是換熱器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。,以間壁式換熱器為基礎(chǔ)介紹換熱器的熱（力）計(jì)算，其他形式的換熱器計(jì)算方法相同。,設(shè)計(jì)性計(jì)算,校核性計(jì)算,設(shè)計(jì)新?lián)Q熱器，確定其面積。但同樣大小的傳熱面積可采用不同的構(gòu)造尺寸，而不同的構(gòu)造尺寸會(huì)影響換熱系數(shù)，故一般與結(jié)構(gòu)計(jì)算交叉進(jìn)行。,針對(duì)現(xiàn)有換熱器，確定流體的進(jìn)出口溫度。了解其在非設(shè)計(jì)工況下的性能變化，判斷其是否能滿足新的工藝要求。,,設(shè)計(jì)性計(jì)算,校核性計(jì)算,1.1 熱計(jì)算基本方程式,傳熱方程式和熱平衡方程式,1.1.1 傳熱方程式,Q — 熱負(fù)荷 k、Δt—微元面上的傳熱系數(shù)和溫差。,K — 總傳熱系數(shù) Δtm—對(duì)數(shù)平均溫差。,1.1 熱計(jì)算基本方程式,1.1.1 傳熱方程式,工藝計(jì)算的目的是求換熱面積，即,需要先求出Q，K，Δtm,1.1 熱計(jì)算基本方程式,1.1.2 熱平衡方程式,如不考慮熱損失，則,下標(biāo)1代表熱流體。下標(biāo)2冷流體；上標(biāo)1撇代表進(jìn)口，上標(biāo)2撇代表出口。,如無(wú)相變，則,或,1.1 熱計(jì)算基本方程式,1.1.2 熱平衡方程式,Mc稱為熱容，用W表示，則，,考慮熱損失時(shí)，,ηL—對(duì)外熱損失系數(shù)，取0.97~0.98,1.2 平均溫差,1.2.1 流體的溫度分布,右圖為流體平行流動(dòng)時(shí)溫度分布,上節(jié)回顧,什么是熱交換器,在工程中，將某種流體的熱量以一定的傳熱方式傳遞給其他流體的設(shè)備。,分類簡(jiǎn)介：,按傳遞熱量的方法來(lái)分：,間壁式：冷熱流體間有一個(gè)固體壁面，兩種流體不直接接觸，熱量通過(guò)壁面進(jìn)行傳遞。,蓄熱式（回?zé)崾剑豪錈崃黧w輪流和壁面接觸，熱流體放熱，冷流體吸熱。,混合式：冷熱流體直接接觸進(jìn)行傳熱。,又可分為管式換熱器、板式換熱器、夾套式換熱器,0.3 換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容,(1) 熱計(jì)算,確定傳熱系數(shù)及傳熱面積。,(2) 結(jié)構(gòu)計(jì)算,計(jì)算換熱器的主要部件的尺寸，如管子的直徑、長(zhǎng)度、根數(shù)、殼體的直徑，折流板的尺寸和數(shù)目，分程隔板的數(shù)目和布置，接管尺寸等。,(3) 流動(dòng)阻力計(jì)算,包括管程和殼程的阻力，為選擇泵和風(fēng)機(jī)提供依據(jù)或校核其是否超過(guò)允許的數(shù)值。,(4) 強(qiáng)度計(jì)算,,,,,1.1 熱計(jì)算基本方程式,1.1.2 熱平衡方程式,Mc稱為熱容，用W表示，則，,考慮熱損失時(shí)，,ηL—對(duì)外熱損失系數(shù)，取0.97~0.98,假設(shè)：,(1)冷熱流體的質(zhì)量流量qm2、qm1以及比熱容c2, c1是常數(shù)；,(2)傳熱系數(shù)是常數(shù)；,(3)換熱器無(wú)散熱損失；,(4)換熱面沿流動(dòng)方向的導(dǎo)熱量可以忽略不計(jì)。,下標(biāo)1、2分別代表熱冷流體。 上標(biāo)1撇和2撇分別代表進(jìn)出口,1.2 平均溫差,1.2.2 順流和逆流情況下的平均溫差,簡(jiǎn)單順流時(shí)的對(duì)數(shù)平均溫差,在假設(shè)的基礎(chǔ)上，并已知冷熱流體的進(jìn)出口溫度，現(xiàn)在來(lái)看圖中微元換熱面dA一段的傳熱。溫差為：,在固體微元面dA內(nèi)，兩種流體的換熱量為:,對(duì)于熱流體:,對(duì)于冷流體:,,,,,可見(jiàn)，當(dāng)?shù)販夭铍S換熱面呈指數(shù)變化，則沿整個(gè)換熱面的平均溫差為：,,,(1),(2),(2)、(3)代入(1)中,,對(duì)數(shù)平均溫差,順流時(shí)：,表明：熱流體從進(jìn)口到出口方向上，兩流體間的溫差總是不斷降低的。,逆流時(shí)：,當(dāng) ： 不斷升高，,當(dāng) ： 不斷降低。,,對(duì)數(shù)平均溫差 統(tǒng)一表示方法 LMTD(logarithmic-mean temperature difference),,表示始端和終端的最大的和最小的溫度差。,,,,式中：,平均溫差的另一種更為簡(jiǎn)單的形式是算術(shù)平均溫差，即,使用條件：如果流體的溫度沿傳熱面變化不大，范圍在 內(nèi)可以使用算數(shù)平均溫差。,算術(shù)平均與對(duì)數(shù)平均溫差,算術(shù)平均溫差相當(dāng)于溫度呈直線變化的情況，因此，總是大于相同進(jìn)出口溫度下的對(duì)數(shù)平均溫差，當(dāng) 時(shí)，兩者的差別小于4％；當(dāng) 時(shí)，兩者的差別小于2.3％。,2 復(fù)雜布置時(shí)換熱器平均溫差的計(jì)算,,非混合流與混合流的區(qū)別：,,以錯(cuò)流為例，帶翅片的管束，在管外側(cè)流過(guò)的氣體被限制在肋片之間形成各自獨(dú)立的通道，在垂直于流動(dòng)的方向上（橫向）不能自由流動(dòng)，也就不可能自身進(jìn)行混合，稱該氣體為非混合流。,混合流：管子不帶翅片，管外的氣流可以在橫向自由的隨意的運(yùn)動(dòng)，稱為混合流。但是管內(nèi)的流體屬于非混合流。,3 、其他流動(dòng)方式時(shí)的平均溫差,,按逆流方式計(jì)算的對(duì)數(shù)平均溫差,,,,,溫度修正系數(shù),在相同的流體進(jìn)出口溫度條件下，按某種流動(dòng)形式工作時(shí)的平均溫差 與逆流工作時(shí)的對(duì)數(shù)平均溫差 的比值,在相同的流體進(jìn)出口溫度條件下，按逆流工作所需的傳熱面積 與按某種流動(dòng)形式工作所需的傳熱面積 之比值（傳熱系數(shù)相等的條件?。?,表示,即：,,,值的大小說(shuō)明某種流動(dòng)形式的換熱器在給定工作條件下，接近逆流形式的程度，一般設(shè)計(jì)時(shí)要>0.9 ， <0.75時(shí)，認(rèn)為設(shè)計(jì)不合理。,恒不大于0或≤1,?值的求取方法,逆流時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差為 ：,,令：,P的含義：冷流體的實(shí)際吸熱量與最大可能的吸熱量的比例，稱為溫度效率。P<1。,R的含義：冷流體的熱容量與熱流體的熱容量之比，R>1，R=1,或者 R<1。,則: 可以表示為P 和 R及 的函數(shù),為了簡(jiǎn)化 的計(jì)算，引入兩輔助參數(shù)：,,溫度效率,熱容量比,,,的實(shí)際吸熱量與最大可能的吸熱量的比率，其值恒小于1,冷流體的熱容量與熱流體的熱容量之比，其值可以大于1、等于1、小于1,對(duì)于某種特定的流動(dòng)形式， 是 、 的函數(shù)，即：,,冷流體,例如 對(duì)于殼側(cè)為一個(gè)流程、管程為偶數(shù)流程的殼管式熱交換器，其 值為：（推導(dǎo)得出）,兩種流體中只有一種橫向混合的錯(cuò)流式熱交換器，其 值為：,溫度修正系數(shù)與流體的流動(dòng)形式有關(guān)，而與流體的性質(zhì)無(wú)關(guān),,對(duì)于某種特定的流動(dòng)形式， 是輔助參數(shù)P、R的函數(shù) 該函數(shù)形式因流動(dòng)方式而異。,,對(duì)于只有一種流體有橫向混合的錯(cuò)流式熱交換器，可將輔助參數(shù)的取法歸納為：,值的計(jì)算公式可以從表1.1查得。在工程上為了使計(jì)算方便，通常將求取的公式繪成線圖，我們可以查圖求得。,管殼式換熱器的? 。,圖1 、等多流程管殼式換熱器的修正系數(shù),交叉流式換熱器的?,圖2 、等多流程管殼式換熱器的修正系數(shù),,對(duì)于其它的叉流式換熱器，其傳熱公式中的平均溫度的計(jì)算關(guān)系式較為復(fù)雜，工程上常常采用修正圖表來(lái)完成其對(duì)數(shù)平均溫差的計(jì)算。具體的做法是：,（a）由換熱器冷熱流體的進(jìn)出口溫度，按照逆流方式計(jì)算出相應(yīng)的對(duì)數(shù)平均溫差；,（b）從修正圖表由兩個(gè)無(wú)量綱數(shù)查出修正系數(shù),(c) 最后得出叉流方式的對(duì)數(shù)平均溫差,,圖3 交叉流，兩種流體各自都不混合時(shí)的修正系數(shù),,圖4 一次交叉流，一種流體混合、一種流體不混合時(shí)的修正系數(shù),,,,,,,,,練習(xí)：,關(guān)于?的注意事項(xiàng) （1）? 值取決于無(wú)量綱參數(shù) P和 R,式中：下標(biāo)1、2分別表示兩種流體，上角標(biāo) ` 表示進(jìn)口，`` 表示出口，圖表中均以P為橫坐標(biāo)，R為參量。,（3）R的物理意義：兩種流體的熱容量之比,（2）P的物理意義：流體2的實(shí)際溫升與理論上所能達(dá)到 的最大溫升之比，所以只能小于1,（4） 對(duì)于管殼式換熱器，查圖時(shí)需要注意流動(dòng)的“程”數(shù),（5）Ψ值總是小于或者等于1。從Ψ值的大小可以看得出來(lái)某種流動(dòng)方式在給定的工況下接近逆流的程度。,（6）Ψ設(shè)計(jì)中最好使Ψ>0.9 ，若Ψ<0.75就認(rèn)為不合理。出于降低壁溫的目的，除外。,（7）當(dāng)R超過(guò)線圖所表示的范圍或者當(dāng)某些區(qū)域的Ψ值不易讀準(zhǔn)時(shí)，可以用P’和R’查圖。,,P’和R’的含義為：把熱交換器中的兩種流體交換后，即下標(biāo)1改成冷流體，下標(biāo)2改成熱流體后， 以P和R以P’和R’表示。,各種流動(dòng)形式的比較,順流和逆流是兩種極端情況，在相同的進(jìn)出口溫度下，逆流的 最大，順流則最小； 順流時(shí) ，而逆流時(shí)， 則可能大于 ，可見(jiàn)，逆流布置時(shí)的換熱最強(qiáng)。,,,In,Out,,(3) 一臺(tái)換熱器的設(shè)計(jì)要考慮很多因素，而不僅僅是換熱的強(qiáng)弱。比如，逆流時(shí)冷熱流體的最高溫度均出現(xiàn)在換熱器的同一側(cè)，使得該處的壁溫特別高，可能對(duì)換熱器產(chǎn)生破壞，因此，對(duì)于高溫?fù)Q熱器，又是需要故意設(shè)計(jì)成順流。,,,x,T,,,In Out,,,x,T,,,In Out,冷凝,蒸發(fā),(4) 對(duì)于有相變的換熱器，如蒸發(fā)器和冷凝器，發(fā)生相變的流體溫度不變，所以不存在順流還是逆流的問(wèn)題。,例題 1,10-9、已知 ， 試計(jì)算下列流動(dòng)布置時(shí)換熱器的對(duì)數(shù)平均溫差： （1） 逆流布置； （2）一次交叉，兩種流體均不混合； （3） 1－2型熱交換器； （4） 2－4型熱交換器； （5） 順流布置。,三、流體比熱或傳熱系數(shù)變化時(shí)的平均溫差,當(dāng)流體的比熱不隨時(shí)間變化時(shí)，流體溫度的變化與吸收或放出的熱量成正比，兩者表現(xiàn)為線性關(guān)系。,,1.流體比熱變化時(shí)的平均溫差,積分平均溫差的計(jì)算出發(fā)點(diǎn)： 在每個(gè)小段中的傳熱溫差可以采用對(duì)數(shù)平均溫差或者算數(shù)平均溫差的方法計(jì)算。,如果在討論的溫度范圍內(nèi)，比熱隨溫度有顯著變化時(shí) （大于2～3倍）應(yīng)用積分平均溫差來(lái)計(jì)算。,計(jì)算步驟： (1)作Q-t圖; (2)將Q-t圖分段，計(jì)算△Qi。 (3)求出各段的對(duì)數(shù)平均溫差或者算數(shù)平均溫差； (4)計(jì)算積分平均溫差。,各段的傳熱面,總傳熱面,,,,使用情況 （1）當(dāng)熱交換過(guò)程，一種流體處于冷卻并冷凝，過(guò)冷，或加熱并沸騰過(guò)熱時(shí)，相當(dāng)于比熱發(fā)生劇烈變化的情況，應(yīng)當(dāng)考慮分段計(jì)算。 （2）當(dāng)熱流體含有不凝結(jié)氣體，這時(shí)所放出的熱量不與溫度的變化成正比，這時(shí)也應(yīng)當(dāng)分段計(jì)算平均溫差。,2.流體傳熱系數(shù)變化時(shí)的平均溫差,,如果傳熱系數(shù)變化確實(shí)較大，那么我們?nèi)钥梢圆捎梅?段計(jì)算的方法，把每段的傳熱系數(shù)視作常數(shù)，分段計(jì) 算平均溫差和傳熱量。,—某段傳熱量,—某段傳熱系數(shù),—某段平均溫差,—某段傳熱面積,如果傳熱系數(shù)隨溫差△t成線性變化，或K隨兩流體中任一種流體溫度成線性變化時(shí)，對(duì)于順流或逆流都可以用下式：,式中： 處的傳熱系數(shù)和兩流體溫差； 處的傳熱系數(shù)和兩流體溫差。,對(duì)于其他流型，可在乘以溫差修正系數(shù) ， 、 為按逆流情況計(jì)算的端部溫差。,『例』有一蒸氣加熱空氣的熱交換器，它將質(zhì)量流量為21600kg/h的空氣從10℃加熱到50℃?？諝馀c蒸氣逆流，其比熱為1.02kJ/(kg℃),加熱蒸氣為壓力P=0.2MPa,溫度為140℃的過(guò)熱蒸氣，在熱交換器中被冷卻為該壓力下的飽和水。試求其平均溫差。,解：由水蒸氣的熱力性質(zhì)表得 飽和溫度ts=120.23℃；飽和蒸氣焓i″=2707kJ/kg 過(guò)熱蒸氣焓i′=2749kJ/kg; 汽化潛熱r=2202kJ/kg,熱交換器的傳熱量：,蒸氣耗量：,,過(guò)熱蒸氣的冷卻段放出的熱量：,過(guò)熱蒸氣冷凝段放出的熱量為：,,,,求取平均溫度,分段分界處的空氣溫度ta,,冷卻段的平均溫差:,冷凝段的平均溫差為:,總的平均溫差：,1.3.1 傳熱有效度的定義,既“傳熱學(xué)”中的效能-傳熱單元數(shù)法。,傳熱有效度的定義是基于如下思想：當(dāng)換熱器無(wú)限長(zhǎng)，對(duì)于一個(gè)逆流換熱器來(lái)講，則會(huì)發(fā)生如下情況：,但實(shí)際情況的傳熱量? 總是小于可能的最大傳熱量? max，將? / ? max定義為傳熱有效度，并用 ? 表示，即,a 當(dāng) qm1c1≤qm2c2時(shí)，,則,b 當(dāng) qm2c2≤qm1c1時(shí)，,則,于是可得：,1.3 傳熱有效度,定義傳熱單元數(shù)NTU (Number of Transfer Unit),則順流時(shí)，,1.3.2 順流和逆流時(shí)的傳熱有效度,1.3 傳熱有效度,逆流時(shí),1.3.2 順流和逆流時(shí)的傳熱有效度,1.3 傳熱有效度,即,當(dāng)冷熱流體之一發(fā)生相變時(shí),相當(dāng)于,1.3.2 順流和逆流時(shí)的傳熱有效度,1.3 傳熱有效度,,順流時(shí)：,逆流時(shí)：,順流：,當(dāng)兩種流體的熱容相等時(shí),順流時(shí)：,逆流時(shí)：,由順流和逆流的傳熱有效度推導(dǎo)結(jié)果可知：,1.3.2 順流和逆流時(shí)的傳熱有效度,1.3 傳熱有效度,設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，ε、Rc已知，由關(guān)系式或圖求NTU進(jìn)而求換熱面積。,『例2』 溫度為99℃的熱水進(jìn)入一個(gè)逆流熱交換器， 將4℃的冷水流量為4680KJ/h加熱到32℃。熱水流量 為9360Kg/h,傳熱系數(shù)為830W/(m2℃),試計(jì)算該傳熱 面積和傳熱有效度。,解：方法一（ε－NTU）,熱水的熱容量,冷水的熱容量,由比較知道：,熱平衡關(guān)系：,方法二：平均溫差法,,代入,,『練習(xí)題』 溫度為90℃的熱水進(jìn)入一個(gè)逆流熱交換器，將10℃的冷水流量為3000KJ/h加熱到40℃。熱水流量為8000Kg/h,傳熱系數(shù)為830W/(m2℃),試計(jì)算該傳熱面積和傳熱有效度。,解：方法一（ε－NTU）,冷水的熱容量,由比較知道：,熱平衡關(guān)系：,熱水的熱容量,方法二：平均溫差法,,代入,,1.3.2 其他流動(dòng)方式時(shí)的傳熱有效度,1.3 傳熱有效度,(3) 兩種流體中僅有一種混合的錯(cuò)流式換熱器,(2) 型換熱器,(4) 兩種流體都不混合的錯(cuò)流式換熱器,(1) 型換熱器,1.4 換熱器計(jì)算方法比較,換熱器熱計(jì)算的基本方程式是傳熱方程式及熱平衡式:,1. 換熱器熱計(jì)算概述,(1)設(shè)計(jì)計(jì)算：,校核計(jì)算：,設(shè)計(jì)一個(gè)新的換熱器，以確定所需的換熱面積。,對(duì)已有或已選定了換熱面積的換熱器，在非設(shè)計(jì)工況條件下，核算他能否完成規(guī)定的新任務(wù)。,(9-14),(9-15),需要給定其中的5個(gè)變量，才可以進(jìn)行計(jì)算。,取決于進(jìn)出口溫度和換熱器的型式，不是獨(dú)立變量。,因此，上面的兩個(gè)方程中共有8個(gè)未知數(shù)，即,由(9-15)進(jìn)出口4個(gè)溫度只有3個(gè)是獨(dú)立變量。,(9-14),(9-15),設(shè)計(jì)計(jì)算：給定qm1c1，qm2c2，以及進(jìn)出口溫度中的三個(gè)，最 終求k，A,校核計(jì)算：給定的一般是 k, A ，以及2個(gè)進(jìn)口溫度，待求的 是兩個(gè)出口溫度,1.4 換熱器計(jì)算方法比較,1. 換熱器熱計(jì)算概述,換熱器的熱計(jì)算有兩種方法：,,直接應(yīng)用傳熱方程和熱平衡方程進(jìn)行熱計(jì)算，具體步驟為：,2. 平均溫差法：,設(shè)計(jì)計(jì)算（已知 qm1c1, qm2c2及三個(gè)溫度，求 k, A ）,初步布置換熱面，并計(jì)算出相應(yīng)的總傳熱系數(shù)k,(2) 根據(jù)給定條件，由熱平衡式求出進(jìn)、出口溫度中的那個(gè)待定的溫度。,(3) 由冷熱流體的4個(gè)進(jìn)出口溫度確定平均溫差,(5) 如果流動(dòng)阻力過(guò)大，則需要改變方案重新設(shè)計(jì)。,(4) 由傳熱方程式計(jì)算所需的換熱面積A，并核算換熱面流體的流動(dòng)阻力。,平均溫差法、效能-傳熱單元數(shù)(?-NTU)法,1.4 換熱器計(jì)算方法比較,1.4 換熱器計(jì)算方法比較,校核計(jì)算(已知A, qm1c1, qm2c2及2個(gè)進(jìn)口溫度，求 ),2. 平均溫差法：,(1) 先假設(shè)一個(gè)出口溫度，按熱平衡式計(jì)算另一個(gè)出口溫度。,(2) 根據(jù)4個(gè)進(jìn)出口溫度求得平均溫差,(3) 根據(jù)換熱器的結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的總傳熱系數(shù)k,(4) 已知kA和△tm，按傳熱方程式計(jì)算在假設(shè)出口溫度下的?,(5) 根據(jù)4個(gè)進(jìn)出口溫度，用熱平衡式計(jì)算另一個(gè)? ，這個(gè)值和上面的? ，都是在假設(shè)出口溫度下得到的，因此，都不是真實(shí)的換熱量,(6) 比較兩個(gè) ? 值，滿足精度要求，則結(jié)束，否則，重新假定出口溫度，重復(fù)(1)~(6)，直至滿足精度要求。,3 用效能-傳熱單元數(shù)法計(jì)算換熱器的步驟,利用已知條件可以計(jì)算出 ? ，而待求的k，A則包含在NTU內(nèi)，因此，對(duì)于設(shè)計(jì)計(jì)算是已知? ，求NTU，求解過(guò)程與平均溫差法相似。,設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)已知 qm1c1, qm2c2及三個(gè)溫度，求 k, A，,1.4 換熱器計(jì)算方法比較,3.3 用效能-傳熱單元數(shù)法計(jì)算換熱器的步驟,校核計(jì)算,由于k事先不知，仍需要假設(shè)一個(gè)出口溫度，具體如下：,已知A, qm1c1, qm2c2及2個(gè)進(jìn)口溫度，求,① 假設(shè)一個(gè)出口溫度，利用熱平衡式計(jì)算另一個(gè),② 利用四個(gè)進(jìn)出口溫度計(jì)算定性溫度，確定物性，并結(jié) 合換熱器結(jié)構(gòu)，計(jì)算總傳熱系數(shù)k,③ 利用k, A計(jì)算NTU,④ 利用NTU計(jì)算 ?,⑤ 利用? =ε?max計(jì)算?，利用?=kA△tm計(jì)算另一個(gè)?,⑥ 比較兩個(gè)?，是否滿足精度，否則重復(fù)以上步驟,1.4 換熱器計(jì)算方法比較,從上面步驟可以看出，假設(shè)的出口溫度對(duì)傳熱量?的影響不是直接的，而是通過(guò)定性溫度，影響總傳熱系數(shù)，從而影響NTU，并最終影響 ? 值。,在校核計(jì)算中， ?-NTU法運(yùn)用較多。,3 用效能-傳熱單元數(shù)法計(jì)算換熱器的步驟,1.4 換熱器計(jì)算方法比較,平均溫差法的假設(shè)溫度直接用于計(jì)算? 值，顯然?-NTU法對(duì)假設(shè)溫度沒(méi)有平均溫差法敏感，這是該方法的優(yōu)勢(shì)。,1 總體原則,1.5 流體流動(dòng)方式的選擇,流動(dòng)方式對(duì)整個(gè)換熱器設(shè)計(jì)的合理性有很大的影響，在選擇流動(dòng)方式時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：,(1)在給定溫度狀況下，保證獲得較大的平均溫差，以較小傳熱面積，降低金屬或其他材料的消耗。,(2)使流體本身的溫度變化值(δt1或δt2 )盡可能大,從而使流體的熱量得到合理利用,減小它的消耗量,并可節(jié)省泵或風(fēng)機(jī)的投資與能量消耗。,1 總體原則,1.5 流體流動(dòng)方式的選擇,(3)盡可能使傳熱面的溫度比較均勻,并使其在較低的溫度下工作,以便用較便宜的材料制造換熱器。,(4)應(yīng)有最好的傳熱工況，以便得到較高的傳熱系數(shù)同樣起到減小傳熱面的作用。,溫度不均勻(熱應(yīng)力)、溫度高對(duì)材料的要求也越高。,2 順流和逆流,1.5 流體流動(dòng)方式的選擇,平均溫差,(1) 順流最小，逆流最大，其他流動(dòng)方式介于兩者之間。,(2) 逆流時(shí)， 可高于 ，在順流時(shí)， 總是低于 ，因而在逆流時(shí)，熱(冷)流體的δt 較大，可使流體的消耗量減少。,2 順流和逆流,1.5 流體流動(dòng)方式的選擇,平均溫差,從熱工觀點(diǎn)，應(yīng)盡量選擇逆流。,逆流的缺點(diǎn):(1)高溫在一端，(2)逆流流體溫差大，使傳熱面在長(zhǎng)度方向上溫差大，壁面溫度不均勻；,當(dāng)有相變時(shí)，順、逆流無(wú)差別。 當(dāng)兩種流體的熱容量相差較大時(shí)，差別很小。,3 混流和錯(cuò)流,介于兩者之間,