传热学课程设计报告

WORD资料.可编辑专业技术.整理分享传热学课程设计说明书设计题目换热器的设计及换热器的效核计算热能系0901班设计者贺江哲指导教师阴继翔2011年9月16日WORD资料.可编辑专业技术.整理分享太原理工大学电力学院传热学课程设计一、题目类型换热器的设计及换热器的效核计算。二、任务及目的换热器的热计算：在熟练掌握符合换热器的基础上，对实际工程中广泛应用的表面式换热器进行设计或校核计算，并对换热计算的两种方法—对数平均温压法（LMDT）以及效能—传热单元数法（-NTU法）进行比较，找出各自在算法上的优缺点以及对计算结果的影响程度。掌握工程中常用的试算逼近法，逐步培养分析问题以及综合思维的能力。三、计原始资料两种流体不相混合的一次交叉流管翅式换热器—见附图，用于加热流量为3.23m/s的一个大气压的空气，使其温度从18℃升高到26℃。热水进入管道的温度为86℃。已知换热器面积为9.292m，传热系数k=227W/(2m·K),试计算水的出口温度计传热量。解：a)传热单元数法由空气的能量平衡计算传热量入口处空气的密度523221.01310==1.212301812kgm287?KKPNmRTms（18+273.15）空气的质量流量为：3223.21.2123018123.879365797mqmskgmkgs传热量：3223.879365797kgs100526=31.1901010110WmqctJkgK℃-18℃由题意还不知道22mqc是水的值还是空气的值，如果是空气，则可直接算出NTU，并利用10-34水的流量，进而求出水的出口温度。如果水是22mqc，那么查10-34图时还必须用试凑法，先假设空气是22mqc，则22mqc3.87936579710053898.762626kgsWKWK22222279.290.5408972543898.762626mWmkmkANTUqcWK基于空气为minmqc的流体，其效能为：WORD资料.可编辑专业技术.整理分享2max2618=0.1176470588618tt℃℃℃℃附图10-34（传热学课本）查图10-34可知，我们找不到可满足上述参数的曲线，这就要改用水为的mmnqc流体进行计算：首先minNTUmkAqc（a）31minmin31.1901010110mmWtqcqc（b）111maxt=861868ttt℃℃℃（c）计算时假设一组水的流量值，由式（a）即可得相应的NTU之值，再由式（b）热水得温降1t，从而由（c）得出相应的值。应当指出，这一值是由热平衡得出的；另一方面，根据NTU，maxminmmqcqc与之间的关系，还可以从图10-34查出一个相应的值。正确的minmqc值应是按式（c）算出的与按图10-34查出的相等。为减少因查图而引入的不准确性，引入两侧不相混合的一次交叉流的理论分析式如下：minmaxminmaxexp11expmmmmqcNTUnqcqcnqc（d）WORD资料.可编辑专业技术.整理分享0.22nNTU对六种minmqc值的计算结果如下表所示：附机算的程序和截图：FunctionJS()DimQCmaxAsDoubleDimiAsSingleDimQCminAsDoubleDimNTUAsDoubleDimKAsIntegerDimAAsSingleDimQAsDoubleDimDtAsDoubleDimnAsDoubleDime1AsDoubleDime2AsDoubleDimtmaxAsIntegerdtmax=68'最大温差Q=31190.10101'传热量K=227'换热系数A=9.29'换热面积temp=0.3'假设初始值QCmax=3898.762626'空气当量Fori=0To1Step0.01temp=temp-0.005QCmin=QCmax*tempNTU=K*A/QCminDt=Q/QCminn=NTU^(-0.22)e1=1-Exp((Exp(-NTU*temp*n)-1)/n/temp)e2=Dt/dtmaxIfAbs(e1-e2)0.01ThenminmaxmmqcqcminmqcWKNTU1/t℃按式d算的按式c算得0.33333331299.5875421.62269163240.7233612420.3529411760.25974.69065652.163589018320.8239700510.4705882350.2779.75252522.704486272400.884710.5882352940.15584.81439393.60598169653.333340.9482380.7843137250.13506.83914144.16074811161.53846150.9678346650.9049773750.12467.85151514.5074771266.66666670.9761339590.980392156WORD资料.可编辑专业技术.整理分享Print方法（d）计算结果为：0&e1,方法（c）计算结果为：0&e2ExitForEndIfNextEndFunctionPrivateSubCommand1_Click()JSEndSub由此确定水的当量：11475mqcWK出口温度''18666.65=19.35t℃℃℃b）平均温差法由空气的能量平衡计算传热量入口处空气的密度523221.01310==1.212301812kgm287?KKPNmRTms（18+273.15）空气的质量流量为：3223.21.2123018123.879365797mqmskgmkgs传热量：3223.879365797kgs100526=31.1901010110WmqctJkgK℃-18℃设''120t则=0.96WORD资料.可编辑专业技术.整理分享'''''111'''2286R=8.252618ttttt℃'P=PR=0.9705882'1R=0.121212121R查图得0.96maxminmaxmint-t=16.3707053tIntmt31m=kAt34.5230344610W1故假设不成立另设''119t℃同上述方法得'P=PR=0.985294043'1R=0.119402985R查图得0.98WORD资料.可编辑专业技术.整理分享maxminmaxmint-t=14.12191845tIntmt32=29.78072510W2故假设不成立另设''119.3t℃同上述方法得'P=PR=0.980882279'1R=0.1194003R查图得=0.96maxminmaxmint-t=14.70571236tIntmt33=31.0118473910W3故假设成立''1t19.3℃