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简析强化传热技术及一些典型的应用应

简析强化传热技术及一些典型的应用应
简析强化传热技术及一些典型的应用应

简析强化传热技术及一些典型的应用

论文摘要:本文阐明了强化传热技术的重要性及其发展趋势;包括强化传热的分类、强化传热的途径、强化传热的应用场合等;列举了一些强化传热的典型应用,包括表面增强型蒸发管、采用波纹换热管管内强化传热、采用超声波抗垢强化传热技术、采用螺旋槽管的强化传热技术、采用小热管的强化传热技术等。通过分析得出强化传热应注意的一些问题。

论文关键词:强化传热典型应用

由于生产和科学技术发展需要强化传热从80年代起就引起了广泛的重视和发展。表现在设计和制造各类高性能热设备,航空,航天及核聚变等尖端技术,计算机里密集布置电子元件的有效冷却。正是上述原因促使人们对强化传热进行及为广泛的研究和探讨,从80年代到现在近20多的时间里,世界各国的科学领域里,有关强化传热研究报告举不胜数。

一、强化传热技术的分类

(一)导热过程的强化

导热是热量传递的三种基本方式之一,它同样也存在着强化问题。导热是依靠物体中的质童(分子,原子,或自由电子)运动来传递能量。固体内部不同温度层之间的传热就是一种典型的导热过程,但固体之间接触存在着接触热阻,降低了能量的传递,在高热流场合下,为了尽快导出热量必须设法降低接触热阻,一般可采用以下方法:

1、提高接触面之间光洁度或增加物体间的接触压力以增加接触面积

2、在接触面之间填充导热系数较高的气体(如氦气)

3、在接触面上用电化学方法添加软金属涂层或加软技术垫片

(二)辐射换热的强化

辐射换热普遍存在于自然界和许多生产过程中,只要物体温度高于绝对零度,它就能依靠电磁波向外发射能量,所以物体之间总是存在着辐射换热,在物之间温度差别不是很大的情况下,辐射换热可以忽略,但在高温设备中辐射却是换热的主要方式。而影响辐射换热的因素主耍有:表面粗糙度,固体微粒,材料。

(三)对流换热强化

对流强化传热与流体的物理特性,流动状态,流道几何形状,有无相变发生以及传热壁面的表而状况等许多因素有关。其中对流换热的有源强化又可分为:利用机械搅动加强流体与壁面间的传热,流体脉动和传热面震动时的对流换热,电磁场作用下的对流换热,经过多孔壁有质量透过时的壁面换热。而对流换热的无源换热又可分为:管内插入物对传热的增强,涡旋流动的强化传热,添加物对流换热,流化床与埋管间的传热,射流冲击。

二、强化传热的途径

在热设备中应用强化传热技术的目的一般有:(1)增加输热量;(2)减少换热面积和缩小设备体积;(3)降低载热剂输送功率的消耗;(4)降低高温部件的温度。在表面式换热器中,单位时间内的换热量Q与冷热流体的温度差At及传热面积F成正比,即Q=KFAt,式中K为传热系数,是反映传热强弱

的指标。从上式可以看出,增大传热量可以通过提高传热系数,扩大传热面积

和增大传热温差3种途径来实现。

三、应用场合

不同的强化传热技术有不同的应用场合:对流换热按其发生的原因可分为自然对流换热和强制对流换热。在这良种对流换热过程中,就流体的运动状态又可区分为层流换热及湍流关热,这取决于流体的雷诺数,流道集合形状和固体的壁面状况。从流道集合想状来看就更为复杂,既有圆形,环形,三角形,弧形,又有纵向或横向掠过管簇以及由各种形状管翅或板翅结构组成的复杂集合通道。如果流体在穿热过程中发生相变,则又有迟内沸腾,流动沸腾及蒸汽凝结之分。

前面提到的那些强化传热技术,有的只使用于特定的某些传热介质和传热过程,有的则对所有对流换热状态都有不同程度的强化作用。其中在各类通道中强制对流(包括层流及湍流)换热的强化研究得最多,因而也是最成熟的和在工业上应用的最广的。从强化传热各类措施来看,研究得最多的是各种发展表面,粗糙表而和涡旋强化,而且它们还被广泛地应用于各类热设备中去。就目前来看,应用最多的是换热器方面的强化传热。当然其他电子方面也有很多。

四、强化传热的应用举例

(一)表面增强型蒸发管

采用双侧强化管型,管内侧有内螺纹槽,管外侧是一种利用机械加工的双重凹陷多孔结构,管型的机构其总传热系数随着流速的增大而增大,当管内水流速为0. 3^1. 3m/s时,主翅和内翅的翅高分别为0. 70ram和0. 48醒,翅数分别为52和38时,增大了换热面积,管表面更多的凹陷增加了汽化核心数量,其换热性能最为优越。(二)采用波纹换热管管内强化传热

用波纹管代替传统的光滑直管,能大大强化热量传递。分别在实验环境温度20度,管程水流量40-1400L/h,雷诺数Re=1800 -24000,蒸汽压力为

0. 15MPa,蒸汽温度为113. 5度;实验环境温度20度,管程水流量范围40- 1400L/h,雷诺数Re=1800-24000,蒸汽压力为0. 15MPa,蒸汽温度为113.5度。

在实验Re变化范围内,波纹管的管内对流传热系数a和努塞尔数Nu均随着Re 的增大而增大,并且都比光滑直管大2. 5-3倍。

(三)采用超声波抗垢强化传热技术

超声波在液体媒质中传播时会产生机械振动作用,空化作用和热作用。这些作用同时产生效应,会减弱成垢物质的分子之间结合力以及析出垢粒与管道间的附着力,破坏垢物生成和板结的条件,阻止垢物的生长,从而实现防垢的功能。同时也可导致己形成的垢物脱落,形成松散而不易板结的沉淀物,达到除垢作用。超声波抗垢装置主要由超声波发生器,传声系统和换能器组成。石油大学等人的研究表明循环动态情况下与静态情况下的结垢程度相当;声波的防垢作用是很明显的,其防垢效率最低达85%,比通常的化学防垢效果还搞,

如果实验条件加以改进其效果会更好。

前苏联科学家研究发现,当声强大于15W/m2时,超声波可使积垢系数(垢层热阻丁?总热阻之比)降低并做到整个生产期不用清洗。中国蓝星化学清洗总公司研究得出:超声波有明显的阻垢功效,施加20kHZ的声波可使钙离子和碳酸根离子的结合过程变得很缓慢,阻垢率达到85%以上。

(四)采用螺旋槽管的强化传热技术

周强泰等人通过对螺旋槽管管内外单相流体传热进行研究,并将试验数据

按流动参数,物性参数和几何参数采用无量纲准则进行整理,给出了Re=104- 105范围内换热系数的关联式,该关联式可以作为螺旋槽管换热器的设计依据。

螺旋槽管代替光管作空气预热器,可减轻末级空气预热器的积灰,提高传

热能力,因而可降低排烟温度及提高热风温度;可以代替回转式空气预热器,

解决其漏风和积灰问题,此外还可根据不同的具体情况解决锅炉的一些特殊问题。螺旋槽管作为电站锅炉空气预热器的传热管件,大量应用与现役煤粉锅炉

空气预热器的更换改造和新型的整套设计,其性能明显比其他型式空气预热器

优越。

(五)采用小热管的强化传热技术

对五种内径相近的小热管在不同工作温度,热流密度及倾角下的传热研究,五种热管带有不同吸液芯结构:微粒管,网芯管,加网芯槽管烧结芯管,光管。五种热管的蒸发传热系数都随工作温度的升高而增加;随着倾角的增大而增大; 微粒管和网芯管的传热系数基本上随热流密度的增大而增加,而加网芯管微粒管,烧结芯管和光管则随热流密度的增加而逐渐减小。有吸液芯的四种热管都不同程度地强化了管内蒸发和凝结换热,其中,微粒管的传热系数最高,而且对倾角的变化敏感,大倾角时约为光管的9倍,小倾角约为光管的14倍;加网芯管微粒管的凝结强化效果最好,其传热系数可达光管的15倍。

五、强化传热应该考虑的问题

(一)采用强化传热措施所获得的设备功率的增加和系统热效率的提高,

或者设备体积减小,传热介质输送功率降低等效果究竟有多大?

(二)采用所选择的强化传热措施后需要增加多少费用?工艺复杂性怎么样?能否大规模生产?

(三)所采用的强化传热方法与传热介质的相容性如何?能否保证强化传

热性能持久有效?

(四)采用强化传热措施后能收到多大的经济效益?

六、总结

大多数强化传热方法都能有效地提高传热系数,能起到很好的强化传热的

目的,但各种方法都有其最合适的应用场所,需根据具体的问题采用不同的强

化方法,作到最优化的强化传热。对于任何一种新的强化传热技术,仅停留在

理论上的研究是不够的,还应对其应用领域进行深入的了解,调查和研究,并

掌握有针对性地解决存在问题的方法,才能在实践中得到推广应用。

食品工程原理试题

食工原理复习题及答案(不含计算题) 一、填空题: 1. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为_________.平均流速为______。 ***答案*** 0.0157m3.s-1 2.0m.s-1 2. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。 ***答案*** 2;1/4 3. 离心泵的流量常用________调节。 ***答案*** 出口阀 4.(3分)题号2005 第2章知识点100 难度容易 某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=25m水柱,输水量为20kg.s-1,则泵的有效功率为_________. ***答案*** 4905w 5. 用饱和水蒸汽加热空气时,换热管的壁温接近____________的温度,而传热系数K值接近____________的对流传热系数。 ***答案*** 饱和水蒸汽;空气 6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________. ***答案*** 间壁式蓄热式直接混合式 7. 中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的

______________,因此,溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异,形成溶液的_______________循环。 ***答案*** 标准式,较大,要小,自然 8. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m3.s-1,质量流量为_________,平均流速为_______。 ***答案*** 22kg.s-1 ; 2.8m.s-1 9. 球形粒子在介质中自由沉降时,匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时,其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零24/ Rep 10. 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 11. 非结合水份是__________________。 ***答案*** 主要以机械方式与物料相结合的水份。 12. 设离心机转鼓直径为1m,转速n=600 转.min-1,则在其中沉降的同一微粒,比在重力沉降器内沉降的速度快____________倍。 ***答案*** 201 13. 在以下热交换器中, 管内为热气体,套管用冷水冷却,请在下图标明逆流和并流时,冷热流体的流向。 本题目有题图:titu081.bmp

(完整word版)强化传热技术

1、强化传热的目的是什么? (1)减小初设计的传热面积,以减小换热器的体积和重量;(2)提高现有换热器的能力;(3)使换热器能在较低温差下工作;(4)减少换热器的阻力,以减少换热器的动力消耗。 2、采用什么方法解决传热技术的选用问题? (1)在给定工质温度、热负荷以及总流动阻力的条件下,先用简明方法对拟采用的强化传热技术从使换热器尺寸大小、质轻的角度进行比较。这一方法虽不全面,但分析表明,按此法进行比较得出的最佳强化传热技术一般在改变固定换热器三个主要性能参数(换热器尺寸、总阻力和热负荷)中的其他两个,再从第三个性能参数最佳角度进行比较时也是最好的。(2)分析需要强化传热处的工质流动结构、热负荷分布特点以及温度场分布工况,以定出有效的强化传热技术,使流动阻力最小而传热系数最大。(3)比较采用强化传热技术后的换热器制造工艺、安全运行工况以及经济性问题。 3、表面式换热器的强化传热途径有哪些? (1)增大平均传热温差以强化传热;(2)增加换热面积以强化传热;(3)提高传热系数以强化传热。 4、何为有功和无功强化传热技术?包括哪些方法? 从提高传热系数的各种强化传热技术分,则可分为有功强化传热技术和无功强化传热技术两类。前者也称主动强化传热技术、有源强化技术、后者也称为被动强化技术、无源强化技术。有功强化传热技术需要应用外部能量来达到强化传热的目的;无功传热强化技术则无需应用外部能量即能达到强化传热的目的。有功强化传热技术包括机械强化法、震动强化、静电场法和抽压法等;无功强化传热技术包括表面特殊处理法、粗糙表面法、扩展表面法、装设强化元件法、加入扰动流体法等。 5、单项流体管内强制对流换热时,层流和紊流的强化有何不同? 当流体做层流运动时,流体沿相互平行的流线分层流动,各层流体间互不掺混,垂直于流动方向上的热量传递只能依靠流体内部的导热进行,因而换热强度较低。因此,对于强化层流流动的换热,应以改变流体的流动状态为主要手段。当流体做湍流运动时,流体的传热方式有两种:在层流底层区的热量传递主要依靠导热;而在底层以外的湍流区,除热传导以外,主要依靠流体微团的混合运动。除液态金属以外,一般流体导热率都很小,湍流换热时的主要热阻在层流地层区。因此对于强化湍流流动的换热,主要原则应是减薄层流底层的厚度。 6、管式换热器一般采用圆管还是矩形通道?为什么? 在管子数目、工质流量及管道横截面周界均给定的情况下,圆形管道的流通截面积最大,矩形的最小,而流速恰好相反。在个管道中温度条件相同时,矩形管道能增加换热系数,但同时阻力也剧增,这就是管式换热器一般采用圆管而不用换热效果横好的矩形管道的原因。 7、采用扩张-收缩管式如何强化传热的? 流体在扩张段中产生的强烈漩涡被流体带入收缩段时得到了有效利用,从而增强了传热。此外,在收缩段中由于流体流过收缩截面时流速增高,使流体边界层中流速也相应增高,从而也增进了传热效应。

计算传热学中国石油大学(华东)第四章大作业

取步长δx=0.02。已知x=0,Φ=0;x=1,Φ=1.令k=ρu/Γ计算结果图表: 程序及数据结果: 追赶法: #include #include #include #define N 49 void tdma(float a[],float b[],float c[],float f[],float x[]); void main(void) { int i; float x[49]; float k; printf("请输入k值:\n",k); scanf("%f",&k); static float a[N],b[N],c[N],f[N]; a[0]=0; a[48]=2+0.02*k; b[0]=4; b[48]=4; c[0]=2-0.02*k; c[48]=0; f[0]=0; f[48]=2-0.02*k; for(i=1;i

a[i]=2+0.02*k; b[i]=4; c[i]=2-0.02*k; f[i]=0; } tdma(a,b,c,f,x); for(i=0;i=0;i--) x[i]=P[i]*x[i+1]+Q[i]; return; } 结果: (1)k=-5 请输入k值: -5 x[0]=0.095880 x[1]=0.182628 x[2]=0.261114 x[3]=0.332126 x[4]=0.396375 x[5]=0.454504 x[6]=0.507098 x[7]=0.554683 x[8]=0.597736 x[9]=0.636688 x[10]=0.671931 x[11]=0.703818 x[12]=0.732667 x[13]=0.758770

简析强化传热技术及一些典型的应用应

简析强化传热技术及一些典型的应用 论文摘要:本文阐明了强化传热技术的重要性及其发展趋势;包括强化传热的分类、强化传热的途径、强化传热的应用场合等;列举了一些强化传热的典型应用,包括表面增强型蒸发管、采用波纹换热管管内强化传热、采用超声波抗垢强化传热技术、采用螺旋槽管的强化传热技术、采用小热管的强化传热技术等。通过分析得出强化传热应注意的一些问题。 论文关键词:强化传热典型应用 由于生产和科学技术发展需要强化传热从80年代起就引起了广泛的重视和发展。表现在设计和制造各类高性能热设备,航空,航天及核聚变等尖端技术,计算机里密集布置电子元件的有效冷却。正是上述原因促使人们对强化传热进行及为广泛的研究和探讨,从80年代到现在近20多的时间里,世界各国的科学领域里,有关强化传热研究报告举不胜数。 一、强化传热技术的分类 (一)导热过程的强化 导热是热量传递的三种基本方式之一,它同样也存在着强化问题。导热是依靠物体中的质童(分子,原子,或自由电子)运动来传递能量。固体内部不同温度层之间的传热就是一种典型的导热过程,但固体之间接触存在着接触热阻,降低了能量的传递,在高热流场合下,为了尽快导出热量必须设法降低接触热阻,一般可采用以下方法: 1、提高接触面之间光洁度或增加物体间的接触压力以增加接触面积 2、在接触面之间填充导热系数较高的气体(如氦气) 3、在接触面上用电化学方法添加软金属涂层或加软技术垫片 (二)辐射换热的强化 辐射换热普遍存在于自然界和许多生产过程中,只要物体温度高于绝对零度,它就能依靠电磁波向外发射能量,所以物体之间总是存在着辐射换热,在物之间温度差别不是很大的情况下,辐射换热可以忽略,但在高温设备中辐射却是换热的主要方式。而影响辐射换热的因素主耍有:表面粗糙度,固体微粒,材料。 (三)对流换热强化 对流强化传热与流体的物理特性,流动状态,流道几何形状,有无相变发生以及传热壁面的表而状况等许多因素有关。其中对流换热的有源强化又可分为:利用机械搅动加强流体与壁面间的传热,流体脉动和传热面震动时的对流换热,电磁场作用下的对流换热,经过多孔壁有质量透过时的壁面换热。而对流换热的无源换热又可分为:管内插入物对传热的增强,涡旋流动的强化传热,添加物对流换热,流化床与埋管间的传热,射流冲击。 二、强化传热的途径 在热设备中应用强化传热技术的目的一般有:(1)增加输热量;(2)减少换热面积和缩小设备体积;(3)降低载热剂输送功率的消耗;(4)降低高温部件的温度。在表面式换热器中,单位时间内的换热量Q与冷热流体的温度差At及传热面积F成正比,即Q=KFAt,式中K为传热系数,是反映传热强弱

数值传热学陶文铨第四章作业

4-1 解:采用区域离散方法A 时;网格划分如右图。内点采用中心差分 23278.87769.9 T T T === 22d T T=0dx - 有 i+1i 12 2+T 0i i T T T x ---=? 将2点,3点带入 32122 2+T 0T T T x --=? 即321 209T T -+= 432322+T 0T T T x --=?4321322+T 0T T T x --=? 即4 321 209 T T T -+-= 边界点4 (1)一阶截差 由x=1 1dT dx =,得 431 3 T T -= (2)二阶截差 11B M M q x x x T T S δδλλ -=++ 所以 434111. 1. 36311 T T T =++ 即 431 22293 T T -= 采用区域离散方法B 22d T T=0dx - 由控制容积法 0w e dT dT T x dT dT ????--?= ? ????? 所以代入2点4点有 322121011336 T T T T T ----= 即 239 028T T -=

544431011363 T T T T T ----= 即 34599 02828T T T -+= 对3点采用中心差分有 432 32 2+T 013T T T --=?? ??? 即 23499 01919 T T T -+= 对于点5 由x=1 1dT dx =,得 541 6 T T -= (1)精确解求左端点的热流密度 由 ()2 1 x x e T e e e -= -+ 所以有 ()22 20.64806911x x x x dT e e q e e dx e e λ -====- +=-=++ (2)由A 的一阶截差公式 21 0.247730.743113 x T T dT q dx λ =-=-= =?= (3)由B 的一阶截差公式 0 0.21640 0.649213 x dT q dx λ =-=-= = (4)由区域离散方法B 中的一阶截差公式: 210.108460.6504()B B T T dT dx x δ-?? ==?= ? ?? 通过对上述计算结果进行比较可得:区域离散B 有控制容积平衡法建立的离散方程与区域离散方程A 中具有二阶精度的格式精确度相当! 4-3 解:将平板沿厚度方向3等分,如图

(完整版)传热第二章

第二章 思考题 1 试写出导热傅里叶定律的一般形式,并说明其中各个符号的意义。 答:傅立叶定律的一般形式为: n x t gradt q ??-=λλ=-,其中:gradt 为空间某点的温度梯度;n 是通过该点的等温线上的法向单位矢量,指 向温度升高的方向;q 为该处的热流密度矢量。 2 已知导热物体中某点在x,y,z 三个方向上的热流密度分别为y x q q ,及 z q ,如何获得该点的 热密度矢量? 答:k q j q i q q z y x ?+?+?=,其中k j i ,,分别为三个方向的单位矢量量。 3 试说明得出导热微分方程所依据的基本定律。 答:导热微分方程式所依据的基本定律有:傅立叶定律和能量守恒定律。 4 试分别用数学语言将传热学术语说明导热问题三种类型的边界条件。 答:① 第一类边界条件:)(01ττf t w =>时, ② 第二类边界条件: )()( 02τλτf x t w =??->时 ③ 第三类边界条件: )()( f w w t t h x t -=??-λ 5 试说明串联热阻叠加原则的内容及其使用条件。 答:在一个串联的热量传递过程中,如果通过每个环节的热流量都相同,则各串联环节的总热阻等于各串联环节热阻的和。使用条件是对于各个传热环节的传热面积必须相等。 7.通过圆筒壁的导热量仅与内、外半径之比有关而与半径的绝对值无关,而通过球壳的导热量计算式却与半径的绝对值有关,怎样理解? 答:因为通过圆筒壁的导热热阻仅和圆筒壁的内外半径比值有关,而通过球壳的导热热阻却和球壳的绝对直径有关,所以绝对半径不同时,导热量不一样。 6 发生在一个短圆柱中的导热问题,在下列哪些情形下可以按一维问题来处理? 答:当采用圆柱坐标系,沿半径方向的导热就可以按一维问题来处理。 8 扩展表面中的导热问题可以按一维问题来处理的条件是什么?有人认为,只要扩展表面细长,就可按一维问题来处理,你同意这种观点吗?

强化传热技术

强化传热技术研究进展 1概述 由于生产和科学技术发展的需要,强化传热技术从上世纪80年代以来获得了广泛的重视和发展。 首先,随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。设计和制造各类高性能换热设备是经济地开发和利用能源的最重要手段,这对于动力、冶金、石油、化工、制冷及食品等工业部门有着极为重要的意义。 其次,随着航空、航天及核聚变等高顶尖技术的发展,各种设备的运行时的温度也不断升高为了保证各设备有足够长的工作寿命及在高温下安全运行,必须可靠经济的解决高温设备的冷却问题。 最后,随着计算机的迅速发展,密集布置的大功率电子元件在电子设备中的释能密度日益增加。电子元件的有效冷却,是电子设备性能和工作寿命的必要保证。 正是基于以上原因促使人们对强化换热进行了极为广泛的研究和探讨,力图从理论上解释各种强化传热技术的机理,从大量的实验资料中总结其规律性,以便在工业上加以推广应用,并发现新的更为经济实用的强化传热技术,因此近40年来在世界各国强化传热技术如雨后春笋般不断涌现出来。 20世纪80年代以来,我国经济发展迅速而能源生产的发展相对要滞后得多。面对改革开放带来的经济高速发展态势,能源供应难以满足迅速增长的需求,节能成为关系到能否可持续发展的重大问题,近年来我国也在节能领域取得了显著的成绩。1980年到2000年中国经济年平均增长9.7% 而能源消耗的年增长仅为4.6% 节能降耗年平均达5%。“九五”期间我国每万元国内生产总值GDP能耗1990年价由1995年的3.97吨标准煤下降到2000年的2.77 吨标准煤累计节约和少用能源达4.1亿吨标准煤;主要耗能产品单位能耗均有不同程度下降。按“九五”期间直接节能量计算节约的能源价值约660亿元;节约和少用能源相当于减排二氧化硫820万吨二氧化碳计1.8亿吨。当前中国在能源利用效率、能耗等方面与世界先进国家相比还存在较大差距,能源节约还有很大的潜力。 纵观强化传热技术的发展传热强化的研究自始至终有着明确的目标和广泛的应用背景表现出高速度、实用性以及不断迎接高技术发展的挑战等三个突出特点。现代科学技术的飞速发展和能源的严重短缺对传热强化不断提出新的要求,使得研究深度和广度日益扩大并向新的领域渗透和发展,甚至成为某些高新科技中的关键。随着世界能源出现短缺和人们环保意识的增强,节能已成为经济可持续发展的重大需求。我国的节能技术的应用远落后于发达国家,实用的高效强化传热技术,在工业应用中具有广阔的前景。强化传热技术在石油、化工和能源等领域的应用,将带来巨大的经济和社会效益。在未来的几十年,能源环境、微电子和生物技术等领域必将成为传热强化研究和应用的重要舞台。 2强化传热技术研究现状 Bergles在总结强化技术及其发展时,将强化换热技术划分为三代。从19世纪末开始,人们开始关注传热强化的研究,但是由于当时的工业生产水平对传热强化的要求不是很迫切,所以对于强化传热的研究基本上属于实验科学,还很不成熟,相应的传热强化技术属于第一代。从20世纪70年代石油危机开始,国际传热界加强了传热传质过程的机理研究,

第二章传热习题

传热计算习题课 稳定传热计算总结 利用公式 m Q K S t =??? 1221W ()W ()h ph c pc Q c T T c t t =-=- 221[()]()h ph s c pc Q W r C T T W C t t =+-=- 应用条件:(a )稳定传热;(b )c p 、k 为常数;(c )忽略热损失。 计算类型:设计型:已知生产任务,求S ,步骤:Q →Δt m →K →S 应S 实>S 计算,考虑热损失. 操作型:已知S ,W c ,W h ,T 进,t 进 求T 出,t 出等。 1.某列管换热器列管为φ25× 2.5mm 钢管组成,热空气走管内,冷却水走管间,水侧42s 210/o o R m C W -=??,空气侧42s 510/o i R m C W -=??,逆流操作,管内侧250/o i W m C α=?,管外侧水的C m W o o 2/1000=α, C m W o /45=钢λ。 求:①基于管外面积的总传热系数K ; ②按平壁计算的总传热系数K ; ③若忽略壁面及污垢热阻,总传热系数K 为多少,若将αi 提 高一倍时的总传热系数K 为多少; ④若忽略壁面及污垢热阻,求将αo 提高一倍时的总传热系 数K 为多少。 解:①d i =20mm (内径) d o =25mm (外径) αo =1000W/m 2℃ αi =50W/m 2℃ W C m R o o /10224s -?= W C m R o i /10524s -?= C m W o /45=钢λ 0s s b 11o o i o i i i m o d d d R R K d d d αλα=++++ 20 251051022/)2520(45250025.05020251000144??+?++??+?+=-- W C m o /0269.02= 则C m W K o 2/17.31= ② i o i o R R K s s 1b 11++α+λ+α= =W C m o /0218.0105102501450025.010001244=?+?+++--

食品工程原理(修订版)

复习题: 1 简述食品工程原理在食品工业中的作用和地位。 2 何为绝对压力、表压和真空度它们之间有何关系 3 何为不可压缩流体和可压缩流体 4 写出流体静力学基本方程式,说明该式应用条件。 5 简述静力学方程式的应用。 6 说明流体的体积流量、质量流量、流速(平均流速)及质量流速的定义及相互关系。 7 何为稳定流动和不稳定流动 8 写出连续性方程式,说明其物理意义及应用。 9 分别写出理想流体和实际流体的伯努利方程式,说明各项单位及物理意义。 10应用伯努利方程可以解决哪些问题 11应用伯努利方程式时,应注意哪些问题如何选取基准面和截面 12简述流体粘度的定义、物理意义及粘度的单位。 13写出牛顿粘性定律,说明式中各项的意义和单位。 14何为牛顿型流体和非牛顿型流体 15 Re的物理意义是什么如何计算 16流体的流动类型有哪几种如何判断 17简述离心泵的工作原理及主要部件。 18气缚现象和汽蚀现象有何区别 19什么叫汽蚀现象如何防止发生汽蚀现象 20离心泵在启动前为什么要在泵内充满液体 21何为管路特性曲线何为工作点 22离心泵的主要性能参数有哪些各自的定义和单位是什么 23离心泵流量调节方法有哪几种各有何优缺点 24何为允许吸上真空度和汽蚀余量如何确定离心泵的安装高度 25扬程和升扬高度是否相同 26 简述泵的有效功率小于轴功率的原因(有哪几种损失) 27比较往复泵和离心泵,各有何特点

28简述混合均匀度的的判断依据以及混合机理 29影响乳化液稳定性的主要因素有哪些 30何为均相物系何为非均相物系 31 影响沉降速度的因素有哪些各自含义是什么 32简述板框压滤机的工作过程。 33过滤有几种方式 34离心沉降与重力沉降相比,有什么特点 35什么叫离心分离因数其值大小说明什么 36旋风分离器的工作原理 37 沉降室(降尘室)的工作原理。 38传热的基本方式有几种 39什么是热传导、对流传热和热辐射分别举出2-3个实例。 40说明傅里叶定律的意义,写出其表达式。 41导热中的热阻、推动力概念,单层平壁和多层平壁导热时如何计算其热阻和推动力42为什么住宅中采用双层窗能起到保温作用 43气温下降,应添加衣服,把保暖性好的衣服穿在里面好,还是穿在外面好为什么44保温瓶(热水瓶)在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施 45总传热系数K的意义,它包含了哪几个分热阻 46如何计算传热面积如何计算壁温 47列管式换热器的结构及其选型。 48强化传热的途径。 49何为单效蒸发,何为多效蒸发,多效蒸发与单效蒸发比较有什么优缺点 50在蒸发过程中,为提高蒸汽利用率,你以为可采取哪些措施 51蒸发中提高传热速率的途径有哪些 52与常压蒸发相比真空蒸发有哪些优点。 53常用的机械制冷方式有哪些 54 简述理想蒸汽压缩式制冷的组成及工作过程。 55分析冻结速率对食品质量的影响。 56常用的去湿方法按作用原理分哪几类 57湿空气湿度大,则其相对湿度也大,这种说法对吗为什么

食品工程原理习题解答

食品工程原理习题解答公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

第五章习题解答 1. 什么样的溶液适合进行蒸发 答:在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液,也可以是其他溶剂的溶液。只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。 2. 什么叫蒸发为什么蒸发通常在沸点下进行 答:使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽,从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态,故蒸发通常在沸点下进行。 3. 什么叫真空蒸发有何特点 答:真空蒸发又称减压蒸发,是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。将二次蒸汽经过冷凝器后排出,这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。操作时为密闭设备,生产效率高,操作条件好。 真空蒸发的特点在于: ①操作压力降低使溶液的沸点下降,有利于处理热敏性物料,且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源; ②对相同压强的加热蒸汽而言,溶液的沸点随所处的压强减小而降低,可以提高传热总温度差;但与此同时,溶液的浓度加大,使总传热系数下降; ③真空蒸发系统要求有造成减压的装置,使系统的投资费和操作费提高。

4. 与传热过程相比,蒸发过程有哪些特点 答:①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。 ②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合;溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。二次蒸汽易挟带泡沫。 ③在相同的操作压强下,溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高,且一般随浓度的增大而升高,从而造成有效传热温差减小。 ④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。 5. 单效蒸发中,蒸发水量、生蒸气用量如何计算 答:蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量,可用热负荷来表示。也可作物料衡算求得。 在蒸发操作中,加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。 6. 何谓温度差损失温度差损失有几种 答:溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’,将溶液的沸点温度t与二次蒸汽的温度T'之间的差值,称为温度差损失。 蒸发操作时,造成温度差损失的原因有:因蒸汽压下降引起的温度差损失'?、因蒸发器中液柱静压强而引起的温度差损失''?和因管路流体

新型换热技术

换热器最新换热技术 换热器在工、农业的各领域应用十分广泛,在日常生活中传热设备也随处可见,是不可缺少的工艺设备之一。因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视,在全世界第一次能源危机爆发以来,各国都在下大力量寻找新的能源及在节约能源上研究新途径。在研究投入大、人力资源配备足的情况下,一批具有代表性的高效换热器和强化传热元件诞生。随着研究的深入,工业应用取得了令人瞩目的成果,得到了大量的回报,如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、T形翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都得到了国际传热界专家的首肯,社会效益非常显著,大大缓解了能源的紧张状况。 换热器的种类繁多,有多种分类方法。 一、按原理分类: 1、直接接触式换热器 这类换热器的主要工作原理是两种介质经接触而相互传递热量,实现传热,接触面积直接影响到传热量,这类换热器的介质通常一种是气体,另一种为液体,主要是以塔设备为主体的传热设备,但通常又涉及传质,故很难区分与塔器的关系,通常归口为塔式设备,电厂用凉水塔为最典型的直接接触式换热器。 2、蓄能式换热器(简称蓄能器),这类换热器用量极少,原理是热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之到达传热量的目的。 3、间壁式换热器 这类换热器用量非常大,占总量的99%以上,原理是热介质通过金属或非金属将热量传递给冷介质,这类换热器我们通常称为管壳式、板式、板翅式或板壳式换热器。 二、按传热种类分类 1、无相变传热 一般分为加热器和冷却器。 2、有相变传热 一般分为冷凝器和重沸器。重沸器又分为釜式重沸器、虹吸式重沸器、再沸器、蒸发器、蒸汽发生器、废热锅炉。 三、按传热元件分类 1、管式传热元件: (1)浮头式换热器 (2)固定管板式换热器 (3)填料函式换热器 (4)U型管式换热器 (5)蛇管式换热器 (6)双壳程换热器 (7)单套管换热器 (8)多套管换热器 (9)外导流筒换热器 (10)折流杆式换热器

数值传热学部分习题答案

习题4-2 一维稳态导热问题的控制方程: 022=+??S x T λ 依据本题给定条件,对节点2 节点3采用第三类边界条件具有二阶精度的差分格式,最后得到各节点的离散方程: 节点1: 1001=T 节点2: 1505105321-=+-T T T 节点3: 75432=+-T T 求解结果: 852=T ,403=T 对整个控制容积作能量平衡,有: 02150)4020(15)(3=?--?=?+-=?+x S T T h x S q f f B 即:计算区域总体守恒要求满足 习题4-5 在4-2习题中,如果25 .03)(10f T T h -?=,则各节点离散方程如下: 节点1: 1001=T 节点2: 1505105321-=+-T T T 节点3: 25.03325.032)20(4015])20(21[-?+=-?++-T T T T 对于节点3中的相关项作局部线性化处理,然后迭代计算; 求解结果: 818.822=T ,635.353=T (迭代精度为10-4) 迭代计算的Matlab 程序如下: x=30; x1=20; while abs(x1-x)>0.0001 a=[1 0 0;5 -10 5;0 -1 1+2*(x-20)^(0.25)]; b=[100;-150; 15+40*(x-20)^(0.25)]; t=a^(-1)*b; x1=x; x=t(3,1);

end tcal=t 习题4-12的Matlab程序 %代数方程形式A i T i=C i T i+1+B i T i-1+D i mdim=10;%计算的节点数 x=linspace(1,3,mdim);%生成A、C、B、T数据的基数; A=cos(x);%TDMA的主对角元素 B=sin(x);%TDMA的下对角线元素 C=cos(x)+exp(x); %TDMA的上对角线元素 T=exp(x).*cos(x); %温度数据 %由A、B、C构成TDMA coematrix=eye(mdim,mdim); for n=1:mdim coematrix(n,n)=A(1,n); if n>=2 coematrix(n,n-1)=-1*B(1,n); end if n

第二章 传热习题答案

【2-1】一食品冷藏室由内层为19 mm 厚的松木,中层为软木层,外层为51 mm 厚的混凝土所组成。内壁面温度为-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151,0.043 3,0.762 W/(m ·K ),要求该冷藏室的热损失为15W/m 2。求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。 解:三层平壁的导热。 1)所需软木的厚度2b 由 ∑=-=3141i i i b T T q λ 得 151 .0019.00433.0762.0051.08.174.29152+++=b 解得: m b 128.02= 2)松木和软木接触面处的温度3T 由 151 .0019 .08.17153+==T q 解得:9.153-=T ℃ 解题要点:多层平壁热传导的应用。 【2-2】为减少热损失,在外径为150 mm 的饱和蒸汽管道外加有保温层。已知保温材料的热导率λ=0.103+0.000 198 T(式中T 为℃),蒸汽管外壁温度为180 ℃,要求保温层外壁温度不超过50 ℃,每米管道由于热损失而造成蒸汽冷凝的量控制在1×10-4 kg/(m ·s)以下,问保温层厚度应为多少?(计算时可假定蒸汽在180 ℃下冷凝)。 解:保温层平均热导率为: )./(126.02 501801098.1103.04K m W =+??+=-λ 由于本题已知的是蒸汽管道外壁面温度,即保温层内壁面温度,故为一层导热。 由 )()(21 221r r Ln T T L Q -=λπ 得: )()(21 221r r Ln T T L Q -=πλ (1)

食品工程原理重点知识讲解

食品工程原理复习 第一章 流体力学基础 1.单元操作与三传理论的概念及关系。 不同食品的生产过程应用各种物理加工过程,根据他们的操作原理,可以归结为数个应用广泛的基本操作过程,如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、制冷、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、粉 碎、乳化萃取、吸附、干燥 等。这些基本的物理过程称为 单元 操作 动量传递:流体流动时,其内部发生动量传递,故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体流动基本规律的单元操作, 均可用动量传递的理论去研究。 热量传递 : 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。凡 是遵循传热基本规律的单元操作,均可用热量传递的理论去研究。 质量传递 : 两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质 基本规律的单元操作,均可用质量传递的理论去研究。 单元操作与三传的关系 “三传理论”是单元操作的理论基础,单元操作是“三传理论” 的具体应用。 同时,“三传理论”和单元操作也是食品工程技术的理论和实践 基础 2.粘度的概念及牛顿内摩擦(粘性)定律。牛顿黏性定律的数学表达式是y u d d μτ±= ,服从此定律的流体称为牛顿流体。 μ比例系数,其值随流体的不同而异,流体的黏性愈大,其值愈 大。所以称为粘滞系数或动力粘度,简称为粘度 3.理想流体的概念及意义。 理想流体的粘度为零,不存在内摩擦力。理想流体的假设,为工 程研究带来方便。 4.热力体系:指某一由周围边界所限定的空间内的所有物质。边

界可以是真实的,也可以是虚拟的。边界所限定空间的外部称为 外界。 5.稳定流动:各截面上流体的有关参数(如流速、物性、压强) 仅随位置而变化,不随时间而变。 6.流体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是从总能量大的截面流向总能量小的截面。 7.1kg理想流体在管道内作稳定流动而又没有外功加入时,其柏努利方程式的物理意义是其总机械能守恒,不同形式的机械能可以相互转换。 8. 实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性,实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。 柏努利方程的三种表达式 p1/ρ+gz1+u12/2 = p2/ρ+gz2+u22/2 p1/ρg+z1+u12/2g = p2/ρg+z2+u22/2g p1+ρgz1+ρu12/2 = p2 +ρgz2+ρu22/2 9.管中稳定流动连续性方程:在连续稳定的不可压缩流体的流动中,流体流速与管道的截面积成反比。截面积愈大之处流速愈小,反之亦然。对于

数值传热学陶文铨第四章作业(完整资料).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 2T 3T 4T 4-1 解:采用区域离散方法A 时;网格划分如右图。内点采用中心差分123278.8 7769.9T T T === 22 d T T=0dx - 有 i+1i 1 2 2+T 0i i T T T x ---=? 将2点,3点带入 321222+T 0T T T x --=? 即3 21 209T T -+= 432322+T 0T T T x --=?432132 2+T 0T T T x --=? 即4321 209 T T T -+-= 边界点4 (1)一阶截差 由x=1 1dT dx =,得 431 3 T T -= (2)二阶截差 11B M M q x x x T T S δδλλ -=++ 所以 434111. 1. 36311 T T T =++ 即 43122293 T T -= 采用区域离散方法B 22d T T=0dx - 由控制容积法 0w e dT dT T x dT dT ???? --?= ? ????? 所以代入2点4点有 322121011336 T T T T T ----= 即 239 028T T -= 544431011363 T T T T T ----= 即 34599 02828T T T -+=

对3点采用中心差分有 432 32 2+T 013T T T --=?? ??? 即 23499 01919 T T T -+= 对于点5 由x=1 1dT dx =,得 541 6 T T -= (1)精确解求左端点的热流密度 由 ()2 1 x x e T e e e -= -+ 所以有 ()2200 20.64806911x x x x dT e e q e e dx e e λ -====-+=-=++ (2)由A 的一阶截差公式 21 0.247730.743113x T T dT q dx λ=-=-= =?= (3)由B 的一阶截差公式 0.21640 0.649213 x dT q dx λ=-=-= = (4)由区域离散方法B 中的一阶截差公式: 210.108460.6504()B B T T dT dx x δ-??==?= ??? 通过对上述计算结果进行比较可得:区域离散B 有控制容积平衡 法建立的离散方程与区域离散方程A 中具有二阶精度的格式精确度相当! 4-3 解:将平板沿厚度方向3等分,如图 3 由题可知该导热过程可看作无限大平板的一维稳态有源导热问题,则控制方程为 22d T +S=0dx λ x=0, T 0=75℃ x=0.1 dT =h(T-T )dx f λ- 1点 ,2点采用中心差分有

数理方法第二章热传导方程习题答案

第 二 章 热 传 导 方 程 §1 热传导方程及其定解问题的提 1. 一均匀细杆直径为l ,假设它在同一截面上的温度是相同的,杆的表面和周围介质发生热交换,服从于规律 dsdt u u k dQ )(11-= 又假设杆的密度为ρ,比热为c ,热传导系数为k ,试导出此时温度u 满足的方程。 解:引坐标系:以杆的对称轴为x 轴,此时杆为温度),(t x u u =。记杆的截面面积4 2 l π为S 。由假设,在任意时刻t 到t t ?+内流入 截面坐标为x 到x x ?+一小段细杆的热量为 t x s x u k t s x u k t s x u k dQ x x x x ????=???-???=?+221 杆表面和周围介质发生热交换,可看作一个“被动”的热源。由假设,在时刻t 到t t ?+在截面为x 到x x ?+一小段中产生的热量为 ()()t x s u u l k t x l u u k dQ ??--=??--=111124π 又在时刻t 到t t ?+在截面为x 到x x ?+这一小段内由于温度变化所需的热量为 ()()[]t x s t u c x s t x u t t x u c dQ t ????=?-?+=ρρ,,3 由热量守恒原理得: ()t x s u u l k t x s x u k t x s t u c x t ??-- ????=????11 2 24ρ 消去t x s ??,再令0→?x ,0→?t 得精确的关系: ()11 224u u l k x u k t u c -- ??=??ρ 或 ()()11 22 2112244u u l c k x u a u u l c k x u c k t u --??=--??=??ρρρ 其中 ρ c k a =2 2. 试直接推导扩散过程所满足的微分方程。 解:在扩散介质中任取一闭曲面s ,其包围的区域 为Ω,则从时刻1t 到2t 流入此闭曲面的溶质,由dsdt n u D dM ??-=,其中D 为扩散系数,得 ?????= 2 1 t t s dsdt n u D M 浓度由u 变到2u 所需之溶质为 ()()[]???????????ΩΩΩ ??=??=-=2 12 1121,,,,,,t t t t dvdt t u C dtdv t u C dxdydz t z y x u t z y x u C M 两者应该相等,由奥、高公式得: ????????Ω Ω??==????????? ??????+???? ??????+??? ??????=2 12 11t t t t dvdt t u C M dvdt z u D z y u D y x u D x M 其中C 叫做孔积系数=孔隙体积。一般情形1=C 。由于21,,t t Ω的任意性即得方程: ?? ? ??????+???? ??????+??? ??????=??z u D z y u D y x u D x t u C 3. 砼(混凝土)内部储藏着热量,称为水化热,在它浇筑后逐渐放出,放热速度和它所储藏的水化热成正比。以()t Q 表示它在单位体积中所储的热量,0Q 为初始时刻所储的热量,则Q dt dQ β-=,其中β为常数。又假设砼的比热为c ,密度为ρ,热传导系数为k ,求它在浇后温度u 满足的方程。 解: 可将水化热视为一热源。由 Q dt dQ β-=及00Q Q t ==得()t e Q t Q β-=0。由假设,放热速度为 t e Q ββ-0 它就是单位时间所产生的热量,因此,由原书71页,(1.7)式得 ??? ? ??-=+??? ? ????+??+??=??-ρρββc k a e c Q z u y u x u a t u t 20222222 2

换热器的研究发展现状

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2009年第28卷增刊·338· 化工进展 换热器的研究发展现状 支浩,汤慧萍,朱纪磊 (西北有色金属研究院,陕西西安 710055) 摘要:随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境,而且能大大节约投资成本。 换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用,使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视,各种研究成果不断涌现。随着经济的发展,各种不同结构和种类的换热器发展很快,新结构、新材料的换热器不断涌现。换热器又称热交换器,是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。本文主要介绍了现有换热器的分类,各种换热器的特点工作原理及应用情况,对目前换热器的存在问题和发展趋势进行分析。 关键词:换热器;强化换热;研究现状 随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境,而且能大大节约投资成本。换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用,使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视,各种研究成果不断涌现[1-4]。 1 换热器的分类方式 随着科学和生产技术的发展,各种换热器层出不穷,难以对其进行具体、统一的划分。虽然如此,所有的换热器仍可按照它们的一些共同特征来加以区分[5-6],具体如下。 按照用途来分:预热器(或加热器)、冷却器、冷凝器、蒸发器等。 按照制造热交换器的材料来分:金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。 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。 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。 按照传送热量的方法来分:间壁式、混合式、蓄热式等三大类。其中间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换的换热器,因此又称表面式换热器,这类换热器应用最广。 间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式和板面式。管式换热器以管子表面作为传热面,包括套管式换热器和管壳式换热器等;板面式换热器以板面作为传热面,包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等。 2 管式换热器 管式换热器主要有套管式换热器和管壳式换热器两种。 2.1套管式换热器 套管式换热器是将不同直径的两根管子套成的同心套管作为元件、然后把多个元件加以连接而成的一种换热器,工作时两种流体以纯顺流或纯逆流方式流动。套管式换热器的优点是:结构简单,适用于高温、高压流体,特别是小容量流体的传热。另外,只要做成内管可以抽出的套管,就可清除污垢,所以它也使用于易生污垢的流体。他的主要缺点是流动阻力大;金属消耗量多;管间接头较多,易发生泄露;而且体积大,占地面积大,故多用于传热面积不大的换热器[5,7]。 2.2管壳式换热器 管壳式换热器又称为列管式换热器,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器,结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。目前,国内外工业生产中所用的换热设备中,管壳式换热器仍占主导地位,虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面,

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