第6章 综合传热计算 第 一 次课 课题： §6.2 散料层内热交换 一、本课的基本要求： 会用固定、流化料层的传热量计算公式。 二、本课的重点、难点： 本课的重点及难点是固定料层、流化料层的传热量计算公式的应用。 §6.2 散料层内热交换 散料层（固定料层）内的热交换是气、固两相之间的热量传输现象，其热量传输过程比较复杂。 为揭示其一般规律，在研究它们之间的热交换过程时，常作如下假设： （1）炉料与炉气沿整个容器横截面均匀流动。 （2）炉料与炉气的水当量保持不变。 （3）料块尺寸在热交换过程中不发生变化。 （4）料层内换热系数为常数。 一、 料块内部热阻很小（Bi≤0.25）时的热交换 在此条件下，可认为料块内、外部温度始终是均匀一致的。 参看图6-2-1，在dτ时间内，单位体积料层内气体传给料块的热量为 dQ=αA(tg-ts)Avdτ 在此范围内炉气发生的温度变化应为  同样，物料的温度变化为   由以上关系有  积分后有  或 如果在换热终端，即τ=τ2，则可得终端温差为  由逆流热交换系数的热平衡方程可知 始端与任一截面之间 始端与终端之间 由以上四式联立求解得  当τ=τ2时，则tg＝tg”故可得  E0值与及函数关系如图所示。  当Wg＜Ws且料层足够高的条件下，有  若换热时间足够长，即τ→∞，则 任意时刻的炉料温度为  在换热终端，即τ=τ2时，  当Wg＞WS且料层足够高时，有  若料块入口温度为室温，或ts’≈0，则  在此基础上，若τ→∞，则有 ts”=tg’ 每单位体积料层的热交换量可写为  kJ/m3 或 kJ/m3 二、炉气与料块间的换热系数 经验式  W/(m2·K) 三、考虑料块内热阻时的热交换 总热阻为  （m·℃）/W 传热系数为  W/（m2·℃） 对于球形料块有  对不规则料块则为  第 二 次课 课题：§6.3余热利用设备及其热工计算 一、本课的基本要求： 1.掌握换热器的工作原理，会换热器的设计与校核计算。 2.了解蓄热室的工作原理及计算。 二、本课的重点、难点： 本课的重点是换热器的工作原理及计算，关键在于求出k、Δtcp §6.3余热利用设备及其热工计算 利用余热利用设备可以节约燃料和提高燃烧温度。 一、 换热器 1．换热器内流体的流动方式及水当量 顺流式：热流体与冷流体流向相同。 逆流式：热流体与冷流体流向相反。 叉流式：热流体与冷流体流向相交叉。 其他流动方式都是以上三种方式的组合。  换热器内流体的流动方式 （a）顺流（b）逆流（c）叉流（d）折流（e）顺叉流（f）逆叉流 在整个换热器内，热流体与冷流体之间有  用水当量表示为  2．换热器的热工计算 （1）基本公式 q=kΔtcp W/m3 Q=KΔtcpA W （2）平均温差Δtcp  ℃ ℃（顺流） ℃（逆流） 当流体不是简单的顺流或逆流时，则平均温差计算式中应乘以修正系数εΔt，即  ℃ εΔt的推导结果已整理成计算线图，见附图6。图中的R及P是水当量的比值及换热器的加热温度效率。它们的定义式分别为   结论： l）εΔt越大，则Δtcp也越大。 2）P值一定时，R值越小则εΔt值越大。 3）R值一定时，P值越小则εΔt值越大。 4）当R及P值一定时，流体的流程数越多则εΔt越大。 （3）传热系数K  W/（m2·℃） 或  W/（m2·℃） 3．换热器的效率及流体终温 顺流式换热器的效率为  （6-3-15a） 逆流式换热器的效率为  （6-3-15b） 写成函数关系式 ε=f（NTU，，流动方式） （6-3-16）  顺流时ε=f（NTU，）图 逆流时ε=f（NTU，）图 二、蓄热室 1．蓄热室内传热过程的特点 蓄热室内的传热过程是通道内的砖格子（通道壁）交替地被加热及冷却，气体及砖格子的温度都在连续地发生变化，属于不稳定导热过程。  蓄热室内与换热器内传热过程的比较图 （a）—换热器；（b）—蓄热室 从图中看出，砖格子通道表面温度随时间的变化规律为抛物线型，且 加热期  冷却期  当时， 若取加热期及冷期内K1的平均值为0.67，则    砖格表面温度及其平均温度图 加热期末及冷却期末砖格内 断面上的温度分布图 加热期末砖体的平均温度  冷却期末砖体的平均温度  从以上分析可以看出，蓄热室内气体与砖体间传热的特点与通过表面热通量为常数的边 界条件相接近。 2．蓄热室内传热系数  kJ/(m2·℃) 蓄热室内通过砖格内部的热阻分为两部分，一项为，与蓄热能力有关；另一项为，与砖格在厚度方向上的导热能力有关。 当时， Rk最小