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问题1：冷热流体通过间壁式换热器进行传热的过程？
前述的热传导速率方程和对流传热速
从传热基本方程 （４－１１） 或 （４－１１ａ） 可知，要强化传热过程主要应着眼于增加推动力和减少热阻，也就是设法增大或者增大传热面积Ａ和传热系数Ｋ。 在生产上，无论是选用或设计一个新的换热器还是对已有的换热器进行查定，都是建立在上述基本方程的基础上的，传热计算则主要解决基本方程中的及有关量的计算。传热基本方程是传热章中最主要的方程式。 一、传热速率Ｑ的计算 冷、热流体进行热交换时，当热损失忽略，则根据能量守恒原理，热流体放出热 量，必等于冷流体所吸收的热量，即，称之热量衡算式。 1．1．无相变化时热负荷的计算 （1）（1）比热法 （4-12） 式中——热负荷或传热速率，或W； ——热、冷流体的质量流量，； ——冷、热流体的定压比热，取进出口流体温度的算术平均值下的比热， kＪ.（）-1； ——热流体进、出口温度，Ｋ（°C）； －冷流体的进出口温度，Ｋ（°C）。 （２）热焓法 （４－１３） 式中——物料始态的焓，kＪ.kg-1； ——物料终态的焓，kＪ.kg-1。 ２．有相变化时热负荷计算 （４－１４） 式中——发生相变化流体的质量流量，； ——液体汽化（或蒸汽冷凝）潜热，kＪ.kg-1。 注意：在热负荷计算时，必须分清有相变化还是无相变化，然后根据不同算式进行计算。对蒸汽的冷凝、冷却过程的热负荷，要予以分别计算而后相加。 当要考虑热损失时，则有： 通常在保温良好的换热器中可取 三、平均温度差的计算 在间壁式换热器中，的计算可分为以下几种类型： １．１．两侧均为恒温下的传热 两侧流体分别为蒸汽冷凝和液体沸腾时，温度不变，则：＝Ｔ－t＝常数 ２．２．一侧恒温一侧变温下的传热 可推得计算式为： （４－１５） 式中为进出口处传热温度差的对数平均值，温差大的一端为，温差小的一端为，从而使上式中分子分母均为正值。 当／２时，则：，即可用算术平均值。
第三节 传热基本方程及传热计算 从传热基本方程 m t kA Q ?= （４－１１） 或 传热热阻传热推动力= ?=kA t Q m 1 （４－１１ａ） 可知，要强化传热过程主要应着眼于增加推动力和减少热阻，也就是设法增大m t ?或者 增大传热面积Ａ和传热系数Ｋ。 在生产上，无论是选用或设计一个新的换热器还是对已有的换热器进行查定，都是建立在上述基本方程的基础上的，传热计算则主要解决基本方程中的m t K A Q ?,,,及有关量的 计算。传热基本方程是传热章中最主要的方程式。 一、传热速率Ｑ的计算 冷、热流体进行热交换时，当热损失忽略，则根据能量守恒原理，热流体放出热量 h Q ，必等于冷流体所吸收的热量c Q ，即c n Q Q =，称之热量衡算式。 1． 1． 无相变化时热负荷的计算 （1） （1） 比热法 () ()1221t t c m T T c m Q pc c ph h -=-= （4-12） 式中 Q ——热负荷或传热速率，J.s -1或W ； c h m m ,——热、冷流体的质量流量，kg.s -1； ph pc c c ,——冷、热流体的定压比热，取进出口流体温度的算术平均值下的比热， k Ｊ.（kg.k ）-1； 21,T T ——热流体进、出口温度，Ｋ（°C ）； 21,t t －冷流体的进出口温度，Ｋ（°C ）。 （２）热焓法 )(21I I m Q -= （４－１３） 式中 1I ——物料始态的焓，k Ｊ.kg -1； 2I ——物料终态的焓，k Ｊ.kg -1。 ２．有相变化时热负荷计算 Gr Q = （４－１４） 式中 G ——发生相变化流体的质量流量，kg.s -1； r ——液体汽化（或蒸汽冷凝）潜热，k Ｊ.kg -1。 注意：在热负荷计算时，必须分清有相变化还是无相变化，然后根据不同算式进行计算。对蒸汽的冷凝、冷却过程的热负荷，要予以分别计算而后相加。 当要考虑热损失时，则有：
第三节 传热基本方程及传热计算 令狐文艳 从传热基本方程 m t kA Q ?= （４－１１） 或 传热热阻传热推动力= ?=kA t Q m 1 （４－１１ａ） 可知，要强化传热过程主要应着眼于增加推动力和减少热阻，也就是设法增大m t ?或者增大传热面积Ａ和传热系数Ｋ。 在生产上，无论是选用或设计一个新的换热器还是对已有的换热器进行查定，都是建立在上述基本方程的基础上的，传热计算则主要解决基本方程中的m t K A Q ?,,,及有关量的计算。传热基本方程是传热章中最主要的方程式。 一、传热速率Ｑ的计算 冷、热流体进行热交换时，当热损失忽略，则根据能量守恒原理，热流体放出热量h Q ，必等于冷流体所吸收的热量c Q ，即c n Q Q =，称之热量衡算式。 1． 1． 无相变化时热负荷的计算 （1） （1） 比热法 () ()1221t t c m T T c m Q pc c ph h -=-= （4-12） 式中 Q ——热负荷或传热速率，J.s -1 或W ； c h m m ,——热、冷流体的质量流量，kg.s -1 ； ph pc c c ,——冷、热流体的定压比热，取进出口流体温度的算术平均值下的比热， k Ｊ.（kg.k ）-1 ；
21,T T ——热流体进、出口温度，Ｋ（°C ）； 21,t t －冷流体的进出口温度，Ｋ（°C ）。 （２）热焓法 )(21I I m Q -= （４－１３） 式中 1I ——物料始态的焓，k Ｊ.kg -1 ； 2I ——物料终态的焓，k Ｊ.kg -1 。 ２．有相变化时热负荷计算 Gr Q = （４－１４） 式中 G ——发生相变化流体的质量流量，kg.s -1 ； r ——液体汽化（或蒸汽冷凝）潜热，k Ｊ.kg -1 。 注意：在热负荷计算时，必须分清有相变化还是无相变化，然后根据不同算式进行计算。对蒸汽的冷凝、冷却过程的热负荷，要予以分别计算而后相加。 当要考虑热损失时，则有： 通常在保温良好的换热器中可取h Q Q ）（损%5~2= 三、平均温度差m t ?的计算 在间壁式换热器中，m t ?的计算可分为以下几种类型： １．１．两侧均为恒温下的传热 两侧流体分别为蒸汽冷凝和液体沸腾时，温度不变，则：m t ?＝Ｔ－t ＝常数 ２．２．一侧恒温一侧变温下的传热 可推得计算式为： ()()2 12 12 121ln ln t t t t t T t T t T t T t m ???-?= -----= ? （４－１５） 式中m t ?为进出口处传热温度差的对数平均值，温差大的一端为1t ?，温差小的一端为2t ?，从而使上式中分子分母均为正值。 当1t ?／2t ?≤２时，则： 2 2 1t t t m ?+?= ?，即可用算术平均
第三节传热基本方程及传热计算 从传热基本方程 (4-１1) 或 (4-11ａ) 可知,要强化传热过程主要应着眼于增加推动力与减少热阻,也就就就是设法增大或者增大传热面积A与传热系数K。 在生产上,无论就就是选用或设计一个新得换热器还就就是对已有得换热器进行查定,都就就是建立在上述基本方程得基础上得,传热计算则主要解决基本方程中得及有关量得计算。传热基本方程就就是传热章中最主要得方程式。 一、传热速率Q得计算 冷、热流体进行热交换时,当热损失忽略,则根据能量守恒原理，热流体放出热 量，必等于冷流体所吸收得热量，即,称之热量衡算式。 1．1、无相变化时热负荷得计算 （1）(１）比热法 (4-１2）式中——热负荷或传热速率,Ｊ、s－1或W; ——热、冷流体得质量流量,kｇ、s－1; ——冷、热流体得定压比热，取进出口流体温度得算术平均值下得比热, ｋＪ、(kg、k)-1; ——热流体进、出口温度,Ｋ(°Ｃ); －冷流体得进出口温度,K(°C)。 （2)热焓法 (４-13) 式中——物料始态得焓,kJ、ｋg-1; ——物料终态得焓,kJ、kg-1。 2、有相变化时热负荷计算 (４－１４) 式中——发生相变化流体得质量流量,kg、ｓ-１; ——液体汽化（或蒸汽冷凝）潜热,kＪ、kg-1。 注意:在热负荷计算时,必须分清有相变化还就就是无相变化,然后根据不同算式进行计算。对蒸汽得冷凝、冷却过程得热负荷，要予以分别计算而后相加。 当要考虑热损失时,则有: 通常在保温良好得换热器中可取 三、平均温度差得计算 在间壁式换热器中,得计算可分为以下几种类型： １．1、两侧均为恒温下得传热 两侧流体分别为蒸汽冷凝与液体沸腾时,温度不变,则：=Ｔ-t=常数
第三节传热基本方程及传热计算 可知，要强化传热过程主要应着眼于增加推动力和减少热阻， 也就是设法增大 t m 或者 增大传热面积A 和传热系数K 。 在生产上，无论是选用或设计一个新的换热器还是对已有的换热器进行查定，都是建 立在上述基本方程的基础上的， 传热计算则主要解决基本方程中的 Q ，A,K, tm 及有关量的 计算。传热基本方程是传热章中最主要的方程式。 、传热速率Q 的计算 冷、热流体进行热交换时，当热损失忽略，则根据能量守恒原理，热流体放出热 量Qh ，必等于冷流体所吸收的热量 Qc ，即Qn Qc ，称之热量衡算式。 i.i. 无相变化时热负荷的计算 (1) ( 1)比热法 Q m h c ph T 1 T 2 m c C pc t 2 11 式中 Q ――热负荷或传热速率， J .S 1或W ； mh ， mc ――热、冷流体的质量流量， kg.s -1; Cpc,Cph ――冷、热流体的定压比热，取进出口流体温度的算术平均值下的比热， k J . (kg.k ) -1; T 1 ，T 2——热流体进、出口温度，K(° C ); t 1 ，t 2 —冷流体的进出口温度，K(° C )。 (2) 热焓法 Q m(l 1 I 2) (4 — 13) 式中 丨 1 ――物料始态的焓，k J .kg -1； I 2 ――物料终态的焓，k J .kg -1。 2 ?有相变化时热负荷计算 Q Gr (4—14) 式中 G ――发生相变化流体的质量流量， kg.s -1; r ---- 液体汽化(或蒸汽冷凝)潜热， k J .kg -1。 注意：在热负荷计算时，必须分清有相变化还是无相变化， 然后根据不同算式进行计算。 对蒸汽的冷凝、冷却过程的热负荷，要予以分别计算而后相加。 当要考虑热损失时，则有： 从传热基本方程 或 Q kA t m t Q m 1 kA 传热推动力 传热热阻 (4-11) (4-lla) (4-12)
第三节 传热基本方程及传热计算 欧阳光明（2021.03.07） 从传热基本方程 m t kA Q ?= （４－１１） 或 传热热阻传热推动力=?=kA t Q m 1 （４－１１ａ） 可知，要强化传热过程主要应着眼于增加推动力和减少热阻，也就是设法增大m t ?或者增大传热面积Ａ和传热系数Ｋ。 在生产上，无论是选用或设计一个新的换热器还是对已有的换热器进行查定，都是建立在上述基本方程的基础上的，传热计算则主要解决基本方程中的m t K A Q ?,,,及有关量的计算。传热基本方程是传热章中最主要的方程式。 一、传热速率Ｑ的计算 冷、热流体进行热交换时，当热损失忽略，则根据能量守恒原理，热流体放出热量h Q ，必等于冷流体所吸收的热量c Q ，即c n Q Q =，称之热量衡算式。 1． 1． 无相变化时热负荷的计算 （1） （1） 比热法 () ()1221t t c m T T c m Q pc c ph h -=-= （4-12） 式中 Q ——热负荷或传热速率，J.s -1或W ； c h m m ,——热、冷流体的质量流量，kg.s -1； ph pc c c ,——冷、热流体的定压比热，取进出口流体温度的算术平均值下的比热， k Ｊ.（kg.k ）-1； 21,T T ——热流体进、出口温度，Ｋ（°C ）； 21,t t －冷流体的进出口温度，Ｋ（°C ）。
（２）热焓法 )(21I I m Q -= （４－１３） 式中 1I ——物料始态的焓，k Ｊ.kg -1； 2I ——物料终态的焓，k Ｊ.kg -1。 ２．有相变化时热负荷计算 Gr Q = （４－１４） 式中 G ——发生相变化流体的质量流量，kg.s -1； r ——液体汽化（或蒸汽冷凝）潜热，k Ｊ.kg -1。 注意：在热负荷计算时，必须分清有相变化还是无相变化，然后根据不同算式进行计算。对蒸汽的冷凝、冷却过程的热负荷，要予以分别计算而后相加。 当要考虑热损失时，则有： 通常在保温良好的换热器中可取h Q Q ）（损%5~2= 三、平均温度差m t ?的计算 在间壁式换热器中，m t ?的计算可分为以下几种类型： １．１．两侧均为恒温下的传热 两侧流体分别为蒸汽冷凝和液体沸腾时，温度不变，则：m t ?＝Ｔ－t ＝常数 ２．２．一侧恒温一侧变温下的传热 可推得计算式为： ()()212 121 21ln ln t t t t t T t T t T t T t m ???-?=-----=? （４－１５） 式中m t ?为进出口处传热温度差的对数平均值，温差大的一端为1t ?，温差小的一端为2t ?，从而使上式中分子分母均为正值。 当1t ?／2t ?≤２时，则：2 21t t t m ?+?=?，即可用算术平均值。 ３．３．两侧均为变温下的稳定传热 其计算式与式（４－１５）完全一致。 ４．４．复杂流动时m t ?的计算 流体是复杂错流和折流时，其m t ?的计算较为复杂，一般用下式计算： t m m t t ??=?ε逆系 （4-16）
第三节 传热基本方程及传热计算 欧阳家百（2021.03.07） 从传热基本方程 m t kA Q ?= （４－１１） 或 传热热阻传热推动力=?=kA t Q m 1 （４－１１ａ） 可知，要强化传热过程主要应着眼于增加推动力和减少热阻，也就是设法增大m t ?或者增大传热面积Ａ和传热系数Ｋ。 在生产上，无论是选用或设计一个新的换热器还是对已有的换热器进行查定，都是建立在上述基本方程的基础上的，传热计算则主要解决基本方程中的m t K A Q ?,,,及有关量的计算。传热基本方程是传热章中最主要的方程式。 一、传热速率Ｑ的计算 冷、热流体进行热交换时，当热损失忽略，则根据能量守恒原理，热流体放出热量h Q ，必等于冷流体所吸收的热量c Q ，即c n Q Q =，称之热量衡算式。 1． 1． 无相变化时热负荷的计算 （1） （1） 比热法 ()()1221t t c m T T c m Q pc c ph h -=-= （4-12） 式中 Q ——热负荷或传热速率，J.s -1或W ； c h m m ,——热、冷流体的质量流量，kg.s -1； ph pc c c ,——冷、热流体的定压比热，取进出口流体温度的算术平均值下的比热， k Ｊ.（kg.k ）-1； 21,T T ——热流体进、出口温度，Ｋ（°C ）； 21,t t －冷流体的进出口温度，Ｋ（°C ）。
（２）热焓法 )(21I I m Q -= （４－１３） 式中 1I ——物料始态的焓，k Ｊ.kg -1； 2I ——物料终态的焓，k Ｊ.kg -1。 ２．有相变化时热负荷计算 Gr Q = （４－１４） 式中 G ——发生相变化流体的质量流量，kg.s -1； r ——液体汽化（或蒸汽冷凝）潜热，k Ｊ.kg -1。 注意：在热负荷计算时，必须分清有相变化还是无相变化，然后根据不同算式进行计算。对蒸汽的冷凝、冷却过程的热负荷，要予以分别计算而后相加。 当要考虑热损失时，则有： 通常在保温良好的换热器中可取h Q Q ）（损%5~2= 三、平均温度差m t ?的计算 在间壁式换热器中，m t ?的计算可分为以下几种类型： １．１．两侧均为恒温下的传热 两侧流体分别为蒸汽冷凝和液体沸腾时，温度不变，则：m t ?＝Ｔ－t ＝常数 ２．２．一侧恒温一侧变温下的传热 可推得计算式为： ()()212 121 21ln ln t t t t t T t T t T t T t m ???-?=-----=? （４－１５） 式中m t ?为进出口处传热温度差的对数平均值，温差大的一端为1t ?，温差小的一端为2t ?，从而使上式中分子分母均为正值。 当1t ?／2t ?≤２时，则：2 21t t t m ?+?=?，即可用算术平均值。 ３．３．两侧均为变温下的稳定传热 其计算式与式（４－１５）完全一致。 ４．４．复杂流动时m t ?的计算 流体是复杂错流和折流时，其m t ?的计算较为复杂，一般用下式计算： t m m t t ??=?ε逆系 （4-16）
传热基本方程及传热计 算 Revised by Petrel at 2021
第三节传热基本方程及传热计算 从传热基本方程 m t kA Q ?=（４－１１） 或 传热热阻传热推动力=?=kA t Q m 1（４－１１ａ） 可知，要强化传热过程主要应着眼于增加推动力和减少热阻，也就是设法增大m t ?或者增大传热面积Ａ和传热系数Ｋ。 在生产上，无论是选用或设计一个新的换热器还是对已有的换热器进行查定，都是建立在上述基本方程的基础上的，传热计算则主要解决基本方程中的m t K A Q ?,,,及有关量的计算。传热基本方程是传热章中最主要的方程式。 一、传热速率Ｑ的计算 冷、热流体进行热交换时，当热损失忽略，则根据能量守恒原理，热流体放出热量h Q ，必等于冷流体所吸收的热量c Q ，即c n Q Q =，称之热量衡算式。 1． 1．无相变化时热负荷的计算 （1） （1）比热法 () ()1221t t c m T T c m Q pc c ph h -=-=（4-12） 式中Q ——热负荷或传热速率，J.s -1或W ； c h m m ,——热、冷流体的质量流量，kg.s -1； ph pc c c ,——冷、热流体的定压比热，取进出口流体温度的算术平均值下的比热， k Ｊ.（kg.k ）-1； 21,T T ——热流体进、出口温度，Ｋ（°C ）； 21,t t －冷流体的进出口温度，Ｋ（°C ）。 （２）热焓法 )(21I I m Q -=（４－１３） 式中1I ——物料始态的焓，k Ｊ.kg -1； 2I ——物料终态的焓，k Ｊ.kg -1。 ２．有相变化时热负荷计算