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换热器逆流并流的优缺点

2017-12-26 6页 doc 36KB 217阅读

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换热器逆流并流的优缺点换热器逆流并流的优缺点 换热时,换热器内介质有逆流,有并流,对相同的换热器,采用逆流换热面积大还是并流换热面积大,比较下逆流并流的优缺点,以及逆流并流分别用于哪些场合, 对相同的换热器,采用并流所需换热面积大,顺流布置的过热器和再热器,传热温差较小,所需受热面较多,蒸汽出口处烟温较低,受热面金属壁温也较低。这种布置方式工作较安全,但经济性较差,一般使用于蒸汽温度最高的末级(高温段)过热器或再热器。 逆流布置时,具有较大的传热温差,可节省金属耗量,但蒸汽出口恰好处于较高的区域,金属壁温高,对安全不利。这种布置方式一般用于过...
换热器逆流并流的优缺点
换热器逆流并流的优缺点 换热时,换热器内介质有逆流,有并流,对相同的换热器,采用逆流换热面积大还是并流换热面积大,比较下逆流并流的优缺点,以及逆流并流分别用于哪些场合, 对相同的换热器,采用并流所需换热面积大,顺流布置的过热器和再热器,传热温差较小,所需受热面较多,蒸汽出口处烟温较低,受热面金属壁温也较低。这种布置方式工作较安全,但经济性较差,一般使用于蒸汽温度最高的末级(高温段)过热器或再热器。 逆流布置时,具有较大的传热温差,可节省金属耗量,但蒸汽出口恰好处于较高的区域,金属壁温高,对安全不利。这种布置方式一般用于过热器或再热器的低温段(进口级),以获取较大的传热温差,又不使壁温过高。 混合布置是上述两种布置方式的折中方案,在一定程度上保留了它们的优点,克服了它们的缺点。 逆流换热的原理及优点:通过总传热方程,变温传热原理得出以下结论;变温传热,间壁两侧流体的温度随传热面位置而变,这种情况称变温传热,变温传热时,两流体的温度差也是沿传热壁面不断变化的。在换热中,两流体若以相反的方向流动称为逆流。若以相同的方向流动称为并流。因两流体相互的流向不同,则对温度的影响也不相同。 一侧流体变温时,并流和逆流的对数平均温度差是相等的,二侧流体都变温时,由于流体的流动方向不同,两端的温度差也不相同,因此并流和逆流时的平均温度差是不相等的。例如:在换热器中,冷热流体进行热交换,热流体温度都是90?冷却到70?,冷流体温度都是由20?加热到60?,试比较并流与逆流的传热平均温度差。 ,,热流体温度 t,冷流体温度 ?t,两流体温度差 ?tm,传热平均温度 逆流传热时 并流传热时 T 90?70 T 90?70 t 60?20 t 20?60 ?t 30 50 ?t 70 10 计算结果明:在并流和逆流时,虽然两流体的进、出口温度不变,但逆流时的传热平均温度差比并流要大28%度,故工业生产中多采用逆流换热。 优点是:换热效率高、节省传热面积,节省加热介质或冷却介质。 1(从平均温差考虑 假定两个流体的进、出口温度一定,在同样的传热量时,由于逆流的平均温度差大于并流,从传热方程式 Q=KA?t可知,逆流时需要的传热面积比并流时为小。 2(从载热体的用量考虑 载热体的用量(不计热损失),可由热量衡算式计算,即 Q=qmT cpT(T1,T2)=qmt cpt(t2,t1) 加热时,热流体的用量为 冷却时,冷流体的用量为 由此可知,逆流时载热体的用量有可能比并流时少。 因此在换热器中,若传热面两侧流体温度均有变化,一般都选择逆流操作。 当工艺上要求某被加热流体的最终温度不得高于某一定值时(或被浍的流体最终温度不能低于某一定值时),利用并流较易控制。对粘稠的泠流体,可采用并流,使其在进入换热器后有可能迅速提高温度,降低粘度,有利于提高传热效果。 化工原理上有~同样热负荷顺流需要的换热面积当然比逆流大了~ 逆流的平均传热温压比并流的大,所以所需要的传热面积就小,一般情况下都是逆流最好,但是实际的换热器不可能是纯逆流 所以还有一个校正系数,对于多管程单壳程的换热器尽量采取先顺流后逆流的方式,以避免反传热现象的发生 逆流与并流的优缺点: 1在进出口温度相同的条件下,逆流的平均温差最大,并流的平均温差最小,因为在Q等时,F逆较小,F等,Q逆较大; 2逆流时,t2撇撇设计
时节省换热面积,经济些; 一般热流体都是被冷却的,随着温度的降低哪么它的密度会增大,应该是相邻介质温差越小,传热效果越明显,换热过程中平均温差越大换热量越多,逆流平均温差是最大的,所以一般情况下选择逆流,可以根据公式计算验证,冷流加热汽化,上进下出会有可能产生气阻,所以选择热流上进下出,冷流下进上出,降低沿程阻力。并流和逆流还要考虑换热器对数平均温差,逆流换热有以下几个优点:强化传热,同样热负荷条件,可以节省传热面积;逆流时热负荷的分布相对较为均匀,对换热器长周期使用有好处;逆流时冷流体的终温可以超过热流体终温,并流是不可能做到这一点的。 逆流保证对数平均温差比顺流高,可以减少换热面积,可以实现温度交叉 顺流可以起到避免管壁温度过高保护,在容易出现物料冰点发生冰冻的情况 也可以起到避免冰点的目的。 第十三章:干燥 通过本章的学习,应熟练掌握表示湿空气性质的参数,正确应用空气的H–I图确定空气的状态点及其性质参数;熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题;了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算;了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。 二、本章思考题 1、工业上常用的去湿方法有哪几种, 态参数, 11、当湿空气的总压变化时,湿空气H–I图上的各线将如何变化? 在t、H相同的条件下,提高压力对干燥操作是否有利? 为什么? 12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器, 13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料,被除去的水分是结合水还是非结合水,为什么, 14、干燥过程分哪几种阶段,它们有什么特征, 15、什么叫临界含水量和平衡含水量, 16、干燥时间包括几个部分,怎样计算, 17、干燥哪一类物料用部分废气循环,废气的作用是什么, 18、影响干燥操作的主要因素是什么,调节、控制时应注意哪些问题, 三、例题 2o例题13-1:已知湿空气的总压为101.3kN/m ,相对湿度为50%,干球温度为20 C。试用I-H图求解: (a)水蒸汽分压p; (b)湿度,; (c)热焓,; (d)露点t ; d (e)湿球温度tw ; o(f)如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117C,求所需热量,。 解 : 2o由已知条件:,,101.3kN/m,Ψ,50%,t=20 C在I-H图上定出湿空气00 的状态点,点。 (a)水蒸汽分压p 过预热器气所获得的热量为 每小时含500kg干空气的湿空气通过预热所获得的热量为 例题13-2:在一连续干燥器中干燥盐类结晶,每小时处理湿物料为1000kg,经 干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,初始 -1-1湿度H为0.009kg水•kg绝干气,离开干燥器时湿度H为0.039kg水•kg绝干12气,假定干燥过程中无物料损失,试求: -1(1) 水分蒸发是q (kg水•h); m,W -1(2) 空气消耗q(kg绝干气•h); m,L -1原湿空气消耗量q(kg原空气•h); m,L’ -1(3)干燥产品量q(kg•h)。 m,G2 解: q=1000kg/h, w=40?, w=5% mG112 H=0.009, H=0.039 12 q=q(1-w)=1000(1-0.4)=600kg/h mGCmG11 x=0.4/0.6=0.67, x=5/95=0.053 12 ?q=q(x-x)=600(0.67-0.053)=368.6kg/h mwmGC12 ?q(H-H)=q mL21mw q368.6mwq,,,12286.7 mLH,H0.039,0.00921 q=q(1+H)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/h mL’mL1 ?q=q(1-w) mGCmG22 q600mGCq,,,631.6kg/h? mG21,w1,0.052 精品文档
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