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传热效率和传热单元数法点击：1487 日期：[ 2014-04-26 22:48:36 ] |
| 在传热计算中，传热速率方程和热流量衡算式将换热器和换热物流的各参数关联起来。当已知工艺物流的流量、进、出温度时，可根据前面介绍的方法，计算平均传热温差△tm及热流量Q,从而求得所需的传热面积A，此类问题即前面提及的设计型计算问题。 然而，当给定两物流的流量、进口温度以及传热面积、传热系数K时，却难以采取解析方法直接确定两流体的出口温度。往往需采用试差方法求解。此类问题即前面所提及的操作型计算问题。对此，若采用1955年由凯斯和伦敦导出的传热效率及传热单元数法，则能避免试差而方便地求得其解。 传热效率 传热单元数 假设冷、热两流体在一传热面为无穷大的间壁换热器内进行逆流换热，其结果必然会有一端达到平衡，或是热流体出口温度降到冷流体的入口温度；或是冷流体的出口温度升到热流体的入口温度，如图中(b)及(c)所示。然而究竟哪一侧流体能获得最大的温度变化（T1-t1），这将取决于两流体热容量流率(mCp)的相对大小。由热流量衡算式得： 可见，只有热容量流率相对小的流体才有可能获得较大的温度变化，将该流体的热容量流率以(mCp)min表示，而相对大的热容量流率表示为(mCp)max。 (a)传热实际情况 (b)冷流体Cpcmc相对小的理论极限情况 (c)热流体Cpcmc相对小的理论极限情况 将换热器实际热流量Q与其无限大传热面积时的最大可能传热量Qmax之比，称为换热器的传热效率ε。 逆流 当较小时 当较小时 并流 其温度变化最大的依然是热容量流率较小的流体，最大可能的传热温差仍为T1-t1。故具有相同的传热效率定义式。 在换热器中，取微元传热面积，由热流量衡算和传热速率方程可得： 对于热流体： 为传热单元数 取为常数，则有 对于冷流体： 多个换热器串联 传热单元数物理意义： 全部温差变化相当于多少平均，NTU数值上表示 单位传热推动力引起的温度变化；表明了换热器传热能力的强弱。 传热效率与传热单元数的关系 换热器中传热效率与传热单元数的关系可根据热流量衡算及传热速率方程导出。 热容量流率比 整理 不同流型，不同结构，则关系不同 在传热单元数相同时，逆流时换热器的传热效率总是大于并流时 已知R和NTU，可求得，进而求和，可避免试差计算 |
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