热质交换原理与设备课件-第8章

第8章8.1热质交换设备的优化设计与分析8.2热质交换设备的性能评价附录A散热器组装片数修正系数附录B散热器连接形式修正系数附录C散热器安装形式修正系数附录D一些铸铁散热器的传热系数公式附录E一些钢制散热器的传热系数公式附录F局部阻力系数附录G空气加热器传热系数和阻力损失附录H空气冷却器的接触系数附录IJW型空气冷却器技术数据附录J部分水冷式空气冷却器的传热系数和阻力公式附录K喷淋室热交换效率实验公式的系数和指数附录L冷却塔局部阻力系数8.1热质交换设备的优化设计与分析8.1.1优化设计的基本原理8.1.2热质交换设备的优化设计方法图8-1投资、能耗和经济指标与流速的关系8.2热质交换设备的性能评价8.2.1单一性能评价法8.2.2传热与阻力综合的热性能评价法8.2.3熵分析法8.2.4分析法8.2.5纵向比较法8.2.6两指标分析法8.2.7热经济学分析法8.2.1单一性能评价法1.冷流体的温度效率2.热流体的温度效率3.热质交换设备传热效能4.传热系数5.压力降8.2.4分析法1.热效率2.温度效率3.压力效率4.提高效率的措施5.冷凝器优化设计4.提高效率的措施1)减小热质交换设备中两种流体的传热温差。2)减小热质交换设备流体的流动阻力。5.冷凝器优化设计1)冷却介质进口温度。2)冷却介质温差的影响。3)冷却介质流量的影响。4)换热量的影响。5)冷凝温度的影响。6)传热单元数(NTU)的影响。7)管径的影响。图8-2冷却水流量的影响图8-3单位传热量不可逆损失的变化图8-4换热量与不可逆损失的关系图8-5NTU与不可逆损失的关系(换热量不变)图8-6NTU与不可逆损失的关系(流量不变)图8-7管径与流阻不可逆损失的关系复习思考题和习题1.空气加热器优化设计时主要考虑哪个参数，为什么？2.描述对空气加热器进行优化设计的方法？3.热质交换设备性能评价方法有哪些？各有何优缺点？4.减少热质交换设备不可逆损失的途径是什么？参考文献附录A散热器组装片数修正系数表格每组片数＜66～1011～20＞200．951．001．051．10连接形式同侧上进下出异侧上进下出异侧下进下出异侧下进上出同侧下进上出四柱813型1．01．0041．2391．4221．426M⁃132型1．01．0091．2511．3861．396方翼型1．01．0091．2251．3311．369表格安装形式装在墙的凹槽内（半暗装）散热器上部距墙距离为100mm1．06明装但在散热器上部有窗台板覆盖，散热器距窗台板高度为150mm1．02装在罩内，上部敞开，下部距地150mm0．95装在罩内，上部、下部开口，开口高度均为150mm1．04附录D一些铸铁散热器的传热系数公式表格型号散热面积/(/片)工作压力/MＰa传热系数计算式/［W/(·℃)］TG0．28/5⁃4，长翼型（大60）1．160．4K＝1．743ΔTZ2⁃5⁃5，（M⁃132型）0．240．5K＝2．426ΔTZ4⁃6⁃5（四柱760型）0．2350．5K＝2．503ΔTZ4⁃5⁃5（四柱640型）0．200．5K＝3．663ΔTZ2⁃5⁃5（二柱700型，带腿）0．240．5K＝2．02Δ四柱813型（带腿）0．280．5K＝2．237Δ附录E一些钢制散热器的传热系数公式表格型号散热面积工作压力/MPa传热系数计算式/［W/(·℃)］钢制柱型散热器600×1200．15/片0．8K=2．489Δ钢制板式散热器600×10002．75/片0．8K=2．５Δ钢制扁管散热器单板520×10001．151/片0．6K=3．53Δ单板带对流片624×10005．55/片0．6K=1．23Δ闭式钢串片散热器150×803．15/m1．0K=2．07Δ240×1005．72/m1．0K=1．3Δ500×907．44/m1．0K=1．８８Δ附录F局部阻力系数表格局部阻力形式局部阻力系数进入水室和出水室1．5一管束转180°进入另一管束2．5一管束经过弯头转180°进入另一管束2．0水进入管间1．5与管束成90°角的管间空间出口1．0U形管的180°转弯0．5管与管之间转180°弯2．0绕过支撑管束的隔板0．5管间流体从一分段过渡到另一分段2．5附录G空气加热器传热系数和阻力损失表格型号传热系数K/［W/(·K)］空气侧压力损失/Pa水侧压力损失/kPa热媒为蒸汽热媒为热水SRZ5、6、10DSRZ5、6、10ZSRZ5、6、10XSRZ7DSRZ7ZSRZ7X13．6(vρ13．6(vρ14．5(vρ14．3(vρ14．3(vρ15．1(vρ1．76(vρ1．47(vρ0．88(vρ2．06(vρ2．94(vρ1．37(vρD型：15．2(wZ，X型：19．3表格型号传热系数K/［W/(·K)］空气侧压力损失/Pa水侧压力损失/kPa热媒为蒸汽热媒为热水SRLB×A/2SRLB×A/315．2(vρ15．1(vρ16．5(vρ14．5(vρ1．71(vρ3．03(vρSYADSYAZSYAX15．4(vρ15．4(vρ15．4(vρ16．6(vρ16．6(vρ16．6(vρ0．86(vρ0．82(vρ0．78(vρI1CI2C26．3(vρ25．7(vρ0．40(vρ0．80(vρGL或GL⁃II型19．8(vρ31．9(vρ0．84(vρ×Ｎ10．8(w×ＮB、U或U⁃II型19．8(vρ25．5(vρ0．84(vρ×Ｎ10．8(w×Ｎ附录H空气冷却器的接触系数表格冷却器型号排数迎面风速/(m/s)1．52．02．53．0B或UII型GL或GLII型24680．5430．7910．9050．9570．5180．7670．8870．9460．4990．7480．8750．9370．4840．7330．8630．930JW型24680．5900．8410．9400．9770．5450．7970．9110．9640．5150．7680．8880．9540．4900．7400．8720．945SXL⁃B型24680．8260．970．9950．9990．4400．6860．8000．8240．4230．6650．8060．8870．4080．6490．7920．877表格KL⁃1型24680．4660．7150．8480．9170．4400．6860．8000．8240．4230．6650．8060．8870．4080．6490．7920．877KL⁃2型2460．5530．8000．9090．5300．7800．8960．5110．7620．8860．4930．7430．870KL⁃3型2460．4500．7000．8340．4390．6850．8230．4290．6720．8130．4160．6600．802LT型40．9400．9270．9140．901附录IJW型空气冷却器技术数据表格型号风量/（/h）每排散热面积/迎风面积/通水断面积/JW10⁃45000～835012．150．9940．00407JW20⁃48350～1670024．051．870．00407JW30⁃416700～2500033．42．570．00553JW40⁃425000～3340044．53．430．00553附录J部分水冷式空气冷却器的传热系数和阻力公式表格型号排数作为冷却用传热系数K/［W/(·℃)］空气阻力/Pa：干工况Δ，湿工况Δ水阻力/kPaB或U⁃II型2K=Δ=20．97B或U⁃II型6K=Δ=29．75Δ=38．93Δh=64．68GL或GL⁃II型6K=Δ=19．99Δ=32．05Δh=64．68W2K=Δ=5．68Δ=25．28Δh=8．18JW4K=Δ=11．96Δ=42．8Δh=12．54JW6K=Δ=16．66Δ=62．23Δh=14．5表格JW8K=Δ=23．8Δ=70．56Δh=20．19SXL⁃B2K=Δ=17．35Δ=35．28Δh=15．48KL⁃14K=Δ=24．21Δ=24．01Δh=18．03KL⁃24K=Δ=27Δ=42．2Δh=22．5KL⁃36K=Δ=26．375Δ=63．3Δh=27．9附录K喷淋室热交换效率实验公式的系数和指数表格喷嘴直径/mm喷嘴排数喷水型式系数冷却减湿减焓冷却加湿绝热加湿等温加湿增焓冷却加湿加热加湿A′或A″m或m′n或n′A′或A″m或m′n或n′A′或A″m或m′n或n′A′或A″m或m′n或n′A′或A″m或m′n或n′A′或A″m或m′n或n′表格51顺喷0．6350．6620．2450．230．420．67———————0．8—0．25—0．40．870．8900．060．250．290．8850．800．130．610．420．861．05000．090．25逆喷0．730．88000．350．38———————0．8—0．25—0．4——————————————————3．5顺喷——————————————————————————————0．8751．010．060．06逆喷————————————1．050．10．4————————————0．9231．24000．060．27附录K喷淋室热交换效率实验公式的系数和指数表格52对喷0．7450．7550．070．120．2650．270．760．8350．1240．040．2340．230．750．150．290．810．880．10．030．1350．150．820．840．090．050．110．21——————两逆0．560．730．290．150．460．250．540．620．350．30．410．41————————————————————————3．5对喷————————————0．7830．10．3————————————0．9310．8900．95两逆——————0．6550．7830．130．180．330．38————————————————————————附录L冷却塔局部阻力系数表格局部阻力名称局部阻力系数进风口阻力ζ=0．55导风装置ζ=(0．1+0．000025)l——淋水密度［/(·h)］;l——导风装置长度(m)淋水装置气流转弯ζ＝0．5淋水装置进口气流突然收缩ζ=0．5、——淋水装置有效截面积和总截面积()表格局部阻力名称局部阻力系数淋水装置ζ=(1+)Ｚ——单位高度淋水装置阻力系数；Z——淋水装置高度；——系数，可查相关手册淋水装置进口气流突然扩大ζ=配水装置ζ=——配水装置中气流通过的有效截面积(）收水器ζ=、——收水器有效截面积和总截面积()气流出口ζ＝1．0