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这种传热方式是冷、热两种流体交替通过同一蓄热室时,即可通过填料将从热流体来的热量, 传递给冷流体,达到换热的目的。 优点:结构较简单,可耐高温,常用于气体的余热或 量的利用。 阀切换方式(逆流) 低温流传 “程的昆合。 (3)间壁式传执 在多数情况下,化工工艺上不允许冷热流体直接 闭 接触,故直接接触式传热和蓄热式传热在工业上并不 很多,工业上应用最多的是间壁式传热过程。这类换 热器的特点是在冷、热两种流体之间用一金属壁(或不 高温 墨等导热性能好的非金属壁)隔开,以便使两种流体在 不相混合的情况下进行热量传递。这类换热器中以套 管式换热器和列管式换热器为典型 设奋 套管换 根不同直径的直 管 成的同 环隙中流动 两种流体通过内管的管壁传热】 T T 面为内管的表面积 即传热 热流体 列管式换热器又称为管壳式换热器,是最典型的间 冷流体七 壁式换热器,历史悠久,占据主导作用。由壳体、管束 管板、折流挡板和封等组成。 一种流体在管内流动 其行程称为管程:另一种流体在管外流动。其行程称为 壳程。管束的壁面即为传热面。 列管式换热器动画 4.1.4热载体及其选择 或 (1)加执剂 工业中常用的有热水(40100℃) 、饱和水蒸气(100一180℃)、矿物油或联苯或二苯醚混合 物等低熔混合物(180~540℃)、烟道气(500~1000℃)等:除此外还可用电来加热。 用饱和水蒸汽冷凝放热来加热物料是最常用的加热方法,其优点是饱和水蒸汽的压强和温度 ~对应,调节其压强就可以控制加热温度,使用方便。其缺点是饱和水蒸汽冷凝传热能达到的温度 受压强的限制。 水又可分为 水(20 水的传热效果, ,冷酒 -33 4C) 立用最为普遍。在水资源较缺乏的地区, 宜采用空气冷却 4.1.5间壁式换热器的传热过程 (1)基本概念 热负荷Q:工艺要求,热流体或冷流体达到指定温度需要吸收或放出的热量,J/s或W。 传热速率Q:又称热流量,单位时间内通过传热面传递的热量,J/s或W。 热流密度q:又称热通量,单位时间内通过单位传热面传递的热量,J/sm)或W/m。 g=号 式中 总传热面积, (2)稳态与 传 稳态传热 热通量及温度等有关物理量分布规律不随时间而变,仅为位 为稳态传热2 这种传热方式是冷、热两种流体交替通过同一蓄热室时,即可通过填料将从热流体来的热量, 传递给冷流体,达到换热的目的。 优点:结构较简单,可耐高温,常用于气体的余热或 冷量的利用。 缺点:由于填料需要蓄热,所以设备的体积较大,且 两种流体交替时难免会有一定程度的混合。 (3)间壁式传热 在多数情况下,化工工艺上不允许冷热流体直接 接触,故直接接触式传热和蓄热式传热在工业上并不 很多,工业上应用最多的是间壁式传热过程。这类换 热器的特点是在冷、热两种流体之间用一金属壁(或石 墨等导热性能好的非金属壁)隔开,以便使两种流体在 不相混合的情况下进行热量传递。这类换热器中以套 管式换热器和列管式换热器为典型设备。 套管换热器是由两根不同直径的直管组成的同心套 管。一种流体在内管内流动,而另一种流体在内外管间 的环隙中流动,两种流体通过内管的管壁传热,即传热 面为内管壁的表面积。 列管式换热器又称为管壳式换热器,是最典型的间 壁式换热器,历史悠久,占据主导作用。由壳体、管束、 管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在管内流动, 其行程称为管程;另一种流体在管外流动,其行程称为 壳程。管束的壁面即为传热面。 列管式换热器动画 4.1.4 热载体及其选择 热载体:为了将冷流体加热或热流体冷却,必须用另一种流体供给或取走热量,此流体称为热 载体。起加热作用的热载体称为加热剂;而起冷却作用的热载体称为冷却剂。 (1)加热剂 工业中常用的有热水(40~100℃)、饱和水蒸气(100~180℃)、矿物油或联苯或二苯醚混合 物等低熔混合物(180~540℃)、烟道气(500~1000℃)等;除此外还可用电来加热。 用饱和水蒸汽冷凝放热来加热物料是最常用的加热方法,其优点是饱和水蒸汽的压强和温度一 一对应,调节其压强就可以控制加热温度,使用方便。其缺点是饱和水蒸汽冷凝传热能达到的温度 受压强的限制。 (2)冷却剂 工业中常用的有水(20~30℃)、空气、冷冻盐水、液氨(-33.4℃)等等。 水又可分为河水、海水、井水等,水的传热效果好,应用最为普遍。在水资源较缺乏的地区, 宜采用空气冷却,但空气传热速度慢。 4.1.5 间壁式换热器的传热过程 (1)基本概念 热负荷 Q’:工艺要求,热流体或冷流体达到指定温度需要吸收或放出的热量,J/s 或 W。 传热速率 Q:又称热流量,单位时间内通过传热面传递的热量,J/s 或 W。 热流密度 q:又称热通量,单位时间内通过单位传热面传递的热量, J / (sm ) 2 或 W/m2。 q Q A = 式中A──总传热面积,m 2。 (2)稳态与非稳态传热 稳态传热:传热系统中传热速率、热通量及温度等有关物理量分布规律不随时间而变,仅为位 置的函数。连续生产过程的传热多为稳态传热。 Q, q,t  = f (x, y,z)
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