总传热系数及强化传热总传热系数及强化传热*总传热系数及强化传热*模块二传热——总传热系数及强化传热*总传热系数及强化传热*学习目标：1.理解总传热系数及其影响因素；2.掌握工业上常用的强化传热措施。*总传热系数及强化传热*Ｑ＝ＫS△tm传热基本方程K的影响因素很多，主要有换热器的类型、流体的性质以及操作条件。K的来源：取经验值、现场测定、公式计算。一、总传热系数*总传热系数及强化传热*1.取经验值P100表2-3列管式换热器中传热系数K的范围2.现场测定测定有关数据，如设备的尺寸（S）、流体的传热量（Q热）和进出口温度（Δtm）。提问：方法1和2各有什么不足？*总传热系数及强化传热*twTw对流对流导热冷流体热流体tTQ热、冷流体通过间壁的传热是一个对流——传导——对流的串联过程。假设热流体走管程，冷流体走壳程，即3）壁面对冷流体的对流传热1）热流体对壁面的对流传热2）固体壁面的导热3.公式计算*总传热系数及强化传热*根据热阻叠加原理，得：故：热阻1/KS或总传热系数K的基本计算公式为：*总传热系数及强化传热*S可选传热面积的外表面SO或内表面Si或平均表面积Sm，但K必须与所选的面积相对应。比如式中K——总传热系数，单位W/(m2·K)。*总传热系数及强化传热*讨论：（1）假定壁面很薄，冷热流体进行热交换时，则传热系数（2）若传热的固体壁面为金属材料，即导热系数很大，且厚度很薄时，与，相比时，可忽略不计，此时*总传热系数及强化传热*（3）当两个对流传热膜系数相差很悬殊时，则K值与对流传热膜系数小的膜系数很接近。如下：所以，要提高其传热系数K值，必须提高小的膜系数才得以见效。时或时结论：K值与α小的膜系数很接近，提高α小，K增大。*总传热系数及强化传热*（4）从传热方程式（Si≈So）整理得：得得结论：壁温总是接近膜系数大的哪一侧流体的温度。*总传热系数及强化传热*换热器在使用过程中，传热壁面常有污垢形成，对传热产生附加热阻，该热阻称为污垢热阻。影响污垢形成的因素有：流体的性质，传热壁面的材料、操作条件、清洗周期。一般垢层的导热系数都比较小，在生产上尽可能防止和减少污垢的形成。结论：很薄的一层污垢也会产生较大热阻。*总传热系数及强化传热*在工程计算上需要考虑污垢热阻，此时总传热系数的计算公式为：式中Rsi、Rso——传热面内侧和外侧的污垢热阻，m2·K/W。P102传热壁为平壁或薄管壁时，*总传热系数及强化传热*强化传热是设法提高换热器的传热速率，其目的是以最小的传热设备获得最大的生产能力。因此，强化传热的途径主要有：加大传热面积可以增大传热速率，但设备增大，投资和维修费也随之增加。采用翅片或螺旋翅片管代替普通金属管。a.加大传热面积二、强化传热*总传热系数及强化传热*物料的温度是由工艺条件决定的。在理论上可采取提高加热介质温度或降低冷却介质温度的办法，但受必须考虑技术上的可行性和经济上的合理性。在一定条件下也可采用逆流代替并流或增加壳程数。b.增加平均温度差*总传热系数及强化传热*减少壁厚或使用热导率较高的材料；防止污垢形成或经常清除污垢；加大流速（多管程或采用折流板），提高湍动程度，减少层流内层的厚度；及时排除冷凝液和不不凝性气体均有利于提高对流传热系数。（假定S0=Si=Sm）c.减少传热阻力，提高传热系数P105例题2-132-14*总传热系数及强化传热*总传热系数及强化传热总传热系数及强化传热