工业制冷常用换热器

工业制冷常用换热器

张庆林,由黎明

(大连冷冻机股份有限公司,辽宁大连　116033)

摘要:介绍几种工业制冷行业中常用的换热器型式的机理和设计、应用经验。

关键词:蒸发器;冷凝器;经济器;中间冷却器;冷却器;液化器

中图分类号:T Q05115文献标识码:B文章编号:100727804(2006)022******* The Comm on Hea t Exchangers For I ndustr i a l Refr i gera ti on System

Z HANG Q ing2lin,Y OU L i2m ing

(Dalian Refrigerat or Co.,L td.,Dalian116033,China)

Abstract:I ntr oduced s ome kinds of heat exchangers for industrial refrigerati on,discussed their heat2exchanging p rinci p les and their app licati on.

Key W ords:evaporat or;condenser;econom izer;intercooler;cooler;liquefier

在工业制冷系统中,制冷换热设备一般按照换热器在制冷装置中所起的作用进行分类,可以分为蒸发器、冷凝器、经济器、中间冷却器、冷却器、液化器等,如果按照换热器的结构来分类,又可分为管壳式换热器与板式换热器。本文将对管壳式换热器进行详细探讨,板式换热器则另文阐述。

1　蒸发器

蒸发器是制冷系统的主要热交换设备。利用制冷剂液体在较低温度下蒸发,吸收被冷却介质的热量使之温度降低。

111　蒸发器中的传热

影响蒸发器传热系数的因素主要有:11制冷剂的物理特性、沸腾状态、蒸发器结构;21被冷却介质流动状态、传热表面几何特性;31传热表面污染程度,主要是油、铁锈、霜层。

112　蒸发器的形式和结构

主要用于载冷剂系统,用来冷却水或盐水、乙二醇等载冷剂,再由载冷剂去冷却被冷却物体。根据蒸发器外形可以分为立管(螺旋管)式蒸发器和卧式管壳式蒸发器。

1.立管(螺旋管)式蒸发器是制冷剂在管内蒸发,蒸发器沉浸在载冷剂箱内。这两种蒸发器只能用于开式循环系统,载冷剂必须是非挥发性的,如盐水和水等。为保证载冷剂在箱内以一定的速度循环,箱内焊有纵向隔板并装有螺旋搅拌器。载冷剂流速为013～017m/s以增强换热。这种系统因为载冷剂容易和空气接触,蒸发管容易腐蚀,盐水易吸潮变稀。水箱应采取必要的密封措施,见图1。

图1　立式蒸发器原理图

2.卧式管壳式蒸发器根据制冷剂的蒸发方式不同,又分为干式蒸发器、满液式蒸发器和热虹吸式蒸发器。

干式蒸发器(见图2)是液体制冷剂经节流后从蒸发器一端的端盖进入管程,端盖上铸有隔板,制冷剂经过两个或多个流程蒸发并吸收载冷剂的热量后从同一个端盖出来后进入压缩机。如果端盖隔板垫片泄漏,会使制冷剂短路,造成回液及制冷能

第24卷第2期低温与特气Vol124,No12 2006年4月Low Te mperature and Specialty Gases Ap r1,2006　收稿日期:2005212215

力下降。这种蒸发器的主要特点是:制冷剂在管内完全蒸发并过热成为过热气体,这有利于使用热力膨胀阀自动调节供液量。通常使用的制冷剂有R22、R134a 、R407C 、R410A 等。因为制冷剂管内蒸发,只要管内流速超过4m /s,就可以把管内的润滑油带回压缩机,回油方便。在设计当中,壳程采用G B151或TE MA 规定的E 型结构(折流板型式),折流板的缺口大小根据载冷剂的物理性质与流量大小开15%～50%的缺口,通常情况下,折流板缺口的流速与载冷剂横向掠过管束的流速大致相等,为了保证换热效果,折流板与圆筒的间隙、换热管与折流板的间隙要小于等于G B151或TE MA 规定的最小间隙,特别是在低温情况下,这些间隙显得尤为重要,由于在低温情况下,载冷剂一般为高粘度流体,流速慢,热阻相对增大,间隙泄漏更加明显,所以在低温情况下对间隙的控制一定要更加严格。换热管采用内部强化的高效换热管,换热管内部采用螺旋线沟槽的型式,一般内部有32～75个沟槽,主要用来增强管内的传热效果,有时换热管的外部也做相应的强化,换热管根据载冷剂的不同可采用紫铜T2、高磷紫铜TP2、镍铜BFe102121、锡铜HSn7021、铝铜HA17722等材料。换热管与管板一般采用胀接的连接方式,在制冷剂进口一般设置一套分配器用来平均分配气液混合

物,干式蒸发器一般适合在排量小于2000m 3

/h 的压缩机制冷系统中使用,在大型系统中由于制冷剂的分配不均问题,最好不使用此类型的蒸发器

。

图2　干式蒸发器原理图

3.满液式蒸发器结构与干式蒸发器相似,只

不过载冷剂走管程,制冷剂走壳程。制冷剂液体从筒体下部进入,壳程内沸腾,从上部的气液分离器或回气包回气,分离的液滴仍流回蒸发器。满液式蒸发器的充液量大,传热温差小,相同的冷媒温度蒸发温度高,制冷量大。为防止过高的液面会使未汽化的液体随沸腾的气泡带出蒸发器,进入压缩机引起液击,通常采用液位控制器来控制蒸发器内液面的高度,大多设有气液分离器。制冷剂为氨时,液位为筒体的70%～80%;制冷剂为氟利昂时,液位为筒体的55%～65%。满液式蒸发器的缺点是回油困难,尤其是制冷剂为氟利昂时。设计中,

壳程采用G B151或TE MA 规定的X 型结构(管束采用少数支撑板支撑),制冷剂的进口设有均液板,用来平均分配掠过管束的制冷剂,壳程上部一般留有一定的沸腾空间与气液分离的空间,对于一些大型满液式蒸发器为了减少桶径,仅仅留有少量的沸腾空间,同时在蒸发器上部配备一个气液分离器(原因同上),对于R22、R134a 等的HCFC 类制冷剂,为了节省铜材,强化管内的换热效果,常采用外部强化的高效换热管。随着高效传热技术的发展,在中大型空调机组中,管外的换热系数已经高于管内的换热系数,因此管内也做了相应的强化。所用制冷剂种类与换热管材质及管与管板的联结型式同干式。满液式蒸发器一般应用于载冷剂粘度较小即在使用条件下流动性非常好的场合。

4.热虹吸蒸发器,来自经济器的过冷制冷剂液体经过节流阀节流后先进入气液分离器,气体制冷剂被压缩机吸回,液体靠重力作用进入蒸发器,在气液分离器中精确地控制液位,使得虹吸蒸发器的制冷剂侧的循环量大于蒸发量,制冷剂侧的换热效果得到明显的改善。虹吸蒸发器采用立式或卧式结构,对于卧式虹吸蒸发器,蒸发的制冷剂一般安排在壳侧,载冷剂或需要冷却的介质放在管侧;对于立式虹吸蒸发器而言,蒸发的制冷剂一般安排在管侧,载冷剂或需要冷却的介质放在壳侧,但是对于一些需要冷却高粘度流体的场合,蒸发的制冷剂也可以安排在管内。立式虹吸蒸发器的管程一般设计为1个流程,卧式虹吸蒸发器的管程可以为多流程。换热管采用碳钢、紫铜T2、高磷紫铜TP2、镍铜BFe102121、锡铜HSn7021、铝铜HA17722、钛T A2等材料。换热管与管板的连接根据换热管材质的不同可以采用焊接、胀接或焊接与胀接相结合的方式。热虹吸蒸发器一般用在工业制冷润滑油冷却、低温液化等场合,尤其是在石化行业,因为保证了高粘度盐水在低温下的换热性能和高等级无缝管换热管的采用(保证蒸发器的耐腐蚀性与可靠性),故使用越来越广泛。

2　冷凝器

冷凝器是蒸气压缩式制冷系统的四大部件之一,是将压缩机排放的高温制冷剂气体冷凝成饱和或过冷液体的设备。通过冷凝器,将热负荷(制冷场所、电机功耗)传递给环境介质(水或空气)。211　冷凝器的传热21111　制冷剂侧

油膜的影响:氟利昂系统中,油和制冷剂在冷凝器中互溶,对传热没有影响;在氨系统中,油膜

52第2期 张庆林,等:工业制冷常用换热器

会严重影响换热,必须及时排放冷凝器底部的存油。

不凝性气体的影响:会占据一定的换热空间并提高冷凝压力,应及时排放。氨系统必须通过空气分离器排放,氟系统可以通过冷凝器上部的放空阀排放。

制冷剂充注量:过多的充注量会减少冷凝面积,导致冷凝压力升高,应加以控制。

21112　冷却介质侧(水或空气)

冷却介质流速的影响:适当的流速会提高放热系数并降低污垢的沉积。水为冷却介质的,水的流速为018～112m/s(氨,钢管),或小于215m/s (氟,铜管);空气为冷却介质的,空气流速为2～4m/s。

污垢的影响:污垢的导热系数比较小,会影响热量的传递,应当尽量避免并及时排除。水冷式冷凝器水侧污垢包括水垢、锈蚀、泥沙等。对水质较差的,应采取软化处理或用水池沉积泥沙。冷凝器的水路一般走管程,可以采取机械式清洗或化学方法清洗。空冷式冷凝器空气侧的污垢主要有灰尘、油污和锈蚀物等。要采取防尘、防腐处理。

212　冷凝器的结构

冷凝器的类型很多,按其带走热量的方式,可分为三类。

21211　水冷式冷凝器

水冷式冷凝器由于采用水作为冷却介质,而水温通常又比较低,所以可以获得较低的冷凝温度,有利于提高制冷能力,降低运行费用,应用十分广泛。水冷式冷凝器又分为立式和卧式两种。

立式冷凝器:冷凝器顶部装有配水箱,可以将水均匀地分配给各个管口的分水头,沿管内壁螺旋状流下,与管外的高温气体进行热交换。制冷剂蒸气放出热量后,冷凝成液体后沿管外壁流下沉积在冷凝器底部,经液体管路流入贮液器。冷凝器底部装有放油阀。

立式冷凝器的优点是:占地面积小,可以安装在室外;易清洗,且不必停止工作;不易堵塞,对水质要求不高。缺点是:耗水量大,水泵功率大;管子易腐蚀,且泄漏不易被发现。

卧式冷凝器:卧式冷凝器(见图3)的两端管板外面用端盖封闭,端盖上铸有分水隔板,把全部管束分隔成几个管组(或流程)。冷却水从一端的端盖进入后,顺序流过每个流程,最后从同一端盖上部流出。这样可提高管内水的流速,提高水侧的放热系数。冷凝器端盖上部和下部分别设有放空气和放水丝堵。

卧式冷凝器的优点是传热系数高,用水量小,进出水温容易控制,可以安装在室内。缺点是冷却水流动阻力较大,对水质要求高,清洗时需停止工作,泄漏不易发现。常用于水质较好、水温较低、水量充足的地区,适用于中小型制冷系统

。

图3　卧式冷凝器原理图

水冷冷凝器应用最为广泛,制冷用水冷冷凝器的壳程一般采用G B151或TE MA规定的E型或X 型结构。如果采用E型结构,折流板的底部一般开有V形或梯形的缺口,主要用来泄放冷凝液体。如采用X型结构,最好在冷凝器的上部设置一个分配机构,尽量使过热的制冷剂气体平均掠过管束。根据制冷剂和冷却循环水的不同换热管采用碳钢、紫铜T2、高磷紫铜TP2、镍铜BFe102121、锡铜HSn7021、铝铜HA17722、钛T A2等材料。换热管与管板的连接根据换热管材质的不同,可以采用焊接、胀接或焊接与胀接相结合的方式。

21212　空冷式冷凝器(见图4)

以空气为冷却介质。制冷剂在管内流动过程中逐步冷却、冷凝直至最后成为过冷液体。换热管一般用紫铜管。空气在风机的强迫作用下横向掠过管外,带走热量并散发到周围环境中。为了强化空气侧的传热,通常在管外加肋片,增加传热面积。

图4　空冷冷凝器原理图

空冷式冷凝器最大特点是不需要水。因此,适用于缺水地区和氟利昂系统。空冷式冷凝器受环境温度影响很大。夏季环境温度如果很高,冷凝压力就会很高;而冬季运行时应防止冷凝压力过低,导致蒸发器供液不足,冰箱、空调制冷能力降低。

风冷式冷凝器在空调、热泵方面应用比较广泛,比较有代表性的是翅片管换热器,在热泵机组

62 低温与特气 第24卷

中使用的翅片管换热器主要有三种型式,即L 形、平直形、V 形。L 形和平直形适用于容量较小(小于70k W )的热泵机组。这两种型式的换热器适用于侧向吸风或向上斜吹风。而V 形翅片换热器则适用于中型热泵机组(70～700k W ),换热器分左右两个成V 形布置,制冷时由压缩机排出的高压气体分两路分别进入左右换热器的汇总管,再分别进入各分路,在管内冷凝,冷凝后的液体在进入分配器后流出。21213　蒸发式冷凝器(见图5

)

图5　蒸发式冷凝器原理图

蒸发式冷凝器是近几年发展起来的直接用湿空

气冷却制冷剂的一种换热器,以水和空气共同作为冷却介质,主要是利用部分水蒸发时(气化潜热)吸收制冷剂气体的热量实现制冷剂的冷凝(以少量的水带走大量的冷凝排热量)。主要由冷凝管组、淋水装置、挡水栅、集水盘、循环水泵及风机等组成(相当于把水冷冷凝器与冷却水塔、水泵、循环水池组合在一起)。挡水栅的作用是防止未蒸发的水滴被气流带走,减少水的消耗;水盘内的浮球阀是随着水的消耗、水位降低时自动打开补充冷却水。

蒸发式冷凝器的优点是传热系数高,制冷剂的冷凝温度比水冷冷凝器要低3～5℃,冷却水消耗少,适用于缺水地区,运行管理费用较水冷式冷凝器低。缺点是维护比较麻烦,清洗困难;对水质要求高,应进行软化处理;空气湿度大时冷凝压力会升高。

主要的运行原理为:盘管内的高温气态制冷剂与盘管外的喷淋水和空气进行热交换,由气态逐渐被冷凝为液态。引风机的超强风力使喷淋水完全包裹住盘管表面,水借风势,换热效果显著增高。喷淋水与空气吸收热量后温度升高,部分水由液态变成水蒸汽,气化潜热带走大量排热,热空气中的水分被挡水板拦截并收集到P VC 热交换层中,P VC 热交换层中的水被流过的空气冷却,温度降低,进入集水槽中,再由循环水泵送入喷淋水系统中,继续循环。散失到空气中而损失的水分由水位调节控

制器控制实现自动补充。

3　经济器

经济器一般应用在螺杆单级压缩系统中,用来

过冷制冷剂液体,提高在低温运行时机组制冷量,制冷剂液体在进入经济器前分成两路,一小部分节流后进入换热器管程或壳程来冷却大部分进入壳程或管程的制冷剂液体,蒸发的制冷剂由压缩机中间补气口吸入,可明显提高制冷量,同时由于增加了补气量,轴功率略有增加,但CO P 值尤其在低温时可得到明显提高。

经济器也分为满液式和干式两种,结构与干式和满液式蒸发器结构完全相同,设计与制造过程中可参考蒸发器,使用哪种型式主要由管程与壳程的热阻分配情况来决定。现制造厂家多将经济器带于压缩机组之上。

4　中间冷却器

中间冷却器应用在双级或多级压缩系统中,主要用来冷却中间制冷剂的温度,由于两级节流的中间冷却器仅仅是个容器,因此主要谈一级节流循环

的中间冷却器。

图6　一级节流中间不完全冷却原理图

图7　一级节流中间完全冷却原理图

A 1低压级压缩机;

B 1高压级压缩机;

C 1冷凝器;

D 1中间冷凝器;

E 1蒸发器;

F 、

G 1节流阀。

制冷系统中的一级节流中间冷却器分为中间不完全冷却和中间完全冷却两种,中间不完全冷却中间冷却器经常做成干式经济器结构(见图6),原理也与干式经济器相同。工业制冷应用中最为广泛的是中间完全冷却中间冷却器(见图7),来自贮液器高压液体分成两路,一路进入浮球机构节流以后随着低压级的排气进入中间冷却器中制冷剂液体里面,通过中间冷却器的气液分离空间把制冷剂液

72第2期 张庆林,等:工业制冷常用换热器

体分离以后,纯净的制冷剂气体进入高压级的进气

口;另外一路制冷剂液体进入至中间冷却器底部的盘管内部与管外的制冷剂液体进行热交换,管内的制冷剂液体得到冷却或过冷,管外的液体蒸发后进入高压级压缩机。

5　冷却器

冷却器(见图8)的主要作用是对单相流体进行冷却,例如油冷却器、天然气冷却器等。从压缩

机排出的高温高压油气混合物中分离出来的润滑油温度较高,不能再喷入压缩机起润滑冷却作用,需经油冷却器冷却到压缩机需要的粘度和温度后才能重复使用。一般需控制喷油温度在40℃左右,粘度适中。常用油冷却器有水冷型和工质冷却型。水冷型通常油在壳程沿折流板进行流动换热,油的进出口均连接在管桶上。冷却水的进出水均设在同一端盖,水进管内,与油热交换,冷却效果与水流量和进水温度有着密不可分的关系;工质冷却型,油侧与水冷型结构一样,只有外壳为高压设计,管内是经膨胀阀冷却绝热后的液体制冷剂。基本原理是,经冷凝器冷凝的制冷剂液体先进入辅助贮液器(虹吸罐),液面达到溢流口时液体经溢流口进入贮液器进而向蒸发器供液,而溢流口以下的液体经底部依靠重力作用流向螺杆压缩机的油冷却器,节流后蒸发带走润滑油的热量,变成气体回到辅助贮液器,分离出液体后,在压缩机排气作用下,又回到蒸发冷却器入口继续冷凝,循环复始。值得一提的是虹吸罐内的液面至油冷却器进液口之间、冷凝器出液口至虹吸罐内的液面之间的位差一般是要确保的,因为只有保证了三者之间的相互位差才能使冷凝器、虹吸罐、油冷却器内的压力处于一个平衡的状态,流动才能顺畅并充分发挥各自的功效。天然气冷却器与上述的虹吸式蒸发器型式相同,只是天然气侧的压力较高。冷却器一般制作成G B151或TE MA 规定的E 型或X 型结构

。

图8　管壳式工质冷却器结构图

6　液化器

液化器(见图9)主要用来液化天然气中含碳量较高的烃类、氯气等,通常情况下把液化气体放到换热管侧,液化器壳程制作成G B151或TE MA 规定的U 型结构(U 型换热管),壳侧采用制冷剂沸腾的型式,换热管根据温度、介质的腐蚀性等因素可以采用碳钢、紫铜T2、高磷紫铜TP2、镍铜BFe102121、锡铜HSn7021、铝铜HA17722、钛T A2

等材料,类似于满液式蒸发器

。

图9　气体液化器结构图

7　结　论

通过对上述换热设备换热原理、结构型式、材质及应用领域的分析,在工业制冷装置换热器的选

择方面需要根据工矿企业自身的自然条件、现场条件、运行经验等因素进行综合考虑,并且坚持高效率、低能耗、运行安全稳定、便于检修维护的原则,进而取得满意的经济效益。随着科学技术的进步及计算机模拟换热数学模型的推广普及,相信会出现更多、更高效的新型换热器,而对于制造厂商来说,材料节省,成本降低,技术含量提升,经济效益也会明显提高。参考文献:

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作者简介:

张庆林(19722),男,助理工程师,1995年毕业于西安交通大学,工程学士学位,现在大连冷冻机股份有限公

司经营计划部石油化工专项项目组从事销售和对外技术交流工作。

8

2 低温与特气 第24卷

第五章 传热

第五章传热 1. 有一套管换热器，长10m，管间用饱和蒸汽作加热剂，一定流量下且作湍流流动的空气由内管流过，温度可升至指定温度。现将空气流量增加一倍，并近似认为加热面壁温不变，要使空气出口温度仍保持原指定温度，则套管换热器的长度应为原来的_______。 A：2倍 B：1.74倍 C：1.15倍 D：1.14倍 2. 判断下面关于系统进行稳定传热时的说法，错误的是_______。 A：通过一定传热面的传热速率不随时间变化，为一定值 B：系统中任一点的温度维持恒定 C：总的传热速率等于通过垂直于热流方向的各层传热面的传热速率之和 D：系统中任一传热面上的热通量在过程中不变 3. 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是_______。 A：表面光滑，颜色较浅 B：表面粗糙，颜色较深 C：表面粗糙，颜色较浅 D：表面光滑，颜色较深 4. 双层平壁定态热传导，两层壁厚面积均相等，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温度差为?t1和?t2，若?t1>?t2，则和的关系为_______。 A：λ1<λ2 B：λ1>λ2 C：λ1=λ2 D：无法确定 5. 空气、水、铁的导热系数分别是λ1、λ2和λ3，其大小顺序是_______。 A：λ1>λ2>λ3 B：λ1<λ2<λ3 C：λ2>λ3>λ1 D：λ2<λ3<λ1 6. 随着温差增加，空气导热系数变化趋势是_______。 A：变大 B：变小 C：不变 D：不确定 7. 随着温差增加，水的导热系数变化趋势是_______。 A：变大 B：变小

C：不变 D：不确定 8. 随着温差增加，大多数金属材料的导热系数变化趋势是_______。 A：变大 B：变小 C：不变 D：不确定 9. 随着温差增加，大多数非金属材料的导热系数变化趋势是_______。 A：变大 B：变小 C：不变 D：不确定 10. 金属的导热系数大都随其纯度的增加而_______。 A：增大 B：减少 C：不变 D：不确定变化 11. 有一φ18×2mm的无缝钢管，管内通冷冻盐水，为减少冷量损失，在管外包一导热系数λ＝0.18W/(m℃)的石棉，保温层外壁与空气对流传热系数α＝10W/(m2℃)，原包石棉厚为5mm，现改为8mm，则冷量损失是_______。 A：增大 B：减少 C：不变 D：不确定 12. 关于传热系数K下述说法中错误的是_______。 A：传热过程中总传热系数K实际是个平均值 B：总传热系数K随着所取的传热面不同而异 C：总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关 D：要提高K值，应从降低最大热阻着手 13. 某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是_______。 A：不可行的 B：可行的 C：可能行，也可能不行 D：视具体情况而定 14. 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90°C，出口温度为50°C，冷水进口

小温差板式换热器在空调制冷方面的应用

在热泵机组制冷循环中作为蒸发器用的板式换热器在热泵循环时就作为冷凝器使用。在制冷循环和热泵循环两种情况下，制冷剂的流动方向相反，而水流方向不变。由于冷凝器的负菏大于蒸发器负荷，所以设计时应考虑当板式换热器作为蒸发器工作时为顺流换热，而作为冷凝器使用时为逆流换热。 板式换热器冷却水进出口水温的确定，要根据当地的气象条件(主要指夏季空调湿球计算温度)及一次投资和运行费用的比较来定。一般情况下，冷却水的进水温度要比当地的夏季空调湿球计算温度高4一6度，冷却水的温度差为4一6度。 对板式冷凝器，选择时一般不要有冷凝段和过冷段并存的局面，因为过冷段的换热是交换显热，比冷凝段的潜热交换效率低的多。如果需要过冷，原则上应单独设置过冷器。 由于凝结换热系数一般小于水侧换热系数，为使两者尽量接近，其水流速度应较水一水换热器小，可以初选0.3一0.6m/s。值得注意的是水流速度也不能太小，否则会造成湍流较低，从而导致传热效率及自我清洗的效果不理想。 冷凝器内的传热基本上是通过薄膜冷凝发生的，所以，板式换热器必须垂直放置。制冷剂以过热气体的形式从顶部进人板式冷凝器，在经过过热冷却、冷凝并以过冷液体形式从底部离开。 需要指出的是，由于板式冷凝 器的内容积很小，不能贮存液体，因此， 对于以板式换热器作为水侧换热器的 热泵系统必须另设贮液器。 艾瑞德生产的板式换热器、 全焊接板式换热器、半焊接板式换热

器、钎焊板式换热器具有热传递效率高，设计紧凑的特点。 随着制冷技术的不断发展，对制冷剂的使用也提出了新的要求，如二氧化碳，碳氢化合物等天然制冷剂制冷系统。艾瑞德公司始终关注行业技术最新发展并对自己产品不断改进使与之相适应。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司是专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHE GASKET）、换热器板片(PHE PLATE)并提供板式换热器维护服务（PHE MAINTENANCE）的专业换热器厂家。艾瑞德（ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司）在全球设有多个标准化工厂及库存中心，服务和销售网点遍布全球。 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司拥有世界上最先进的设计和生产技术以及最全面的换热器专业知识，一直以来ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，目前已有超过50，000台的板式换热器良好地运行于各行业，ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司已发展成为可拆式板式换热器领域的全球领导者。 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域全球排名第一的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、日阪/HISAKA、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号的板式换热器板片和垫片。全球约有1/5的板式换热器正在使用ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司提供的换热器配件或接受ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司的维护服务（包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。

(05)第五章 传习题热答案

第五章 传热 1．用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02 m 2，厚度为0.02 m ，实验测得电流表读数为0.5 A ，伏特表读数为100 V ，两侧表面温度分别为200 ℃和50 ℃，试求该材料的导热系数。 解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即 L t t S Q 2 1-=λ 式中 W 50W 1005.0=?==IV Q m 02.0C 50C 200m 02.0212=?=?==L t t S ，，， 将上述数据代入，可得 ()() ()()C m W 333.0C m W 5020002.002 .05021??=??-??=-= t t S QL λ 2．某平壁燃烧炉由一层400 mm 厚的耐火砖和一层200 mm 厚的绝缘砖砌成，操作稳定后，测得炉的内表面温度为1500 ℃，外表面温度为100 ℃，试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为10.80.0006t λ=+，绝缘砖的导热系数为 20.30.0003t λ=+，W /(m C)??。两式中的t 可分别取为各层材料的平均温度。 解：此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即 【 Q Q Q ==21 （5-32） 或 2 32212 11b t t S b t t S Q -=-=λλ （5-32a ） 式中 115000.80.00060.80.0006 1.250.00032t t t λ+=+=+?=+ 21000.30.00030.30.00030.3150.000152t t t λ+=+=+?=+ 代入λ1、λ2得 2.0100)00015.0315.0(4.01500)000 3.025.1(-+=-+t t t t 解之得

工业制冷常用换热器

工业制冷常用换热器 在工业制冷系统中，制冷换热设备一般按照换热器在制冷装置中所起的作用进行分类，可以分为蒸发器、冷凝器、经济器、中间冷却器、冷却器、液化器等,如果按照换热器的结构来分类,又可分为管壳式换热器与板式换热器。本文将对管壳式换热器进行详细探讨。蒸发器蒸发器是制冷系统的主要热交换设备。利用制冷剂液体在较低温度下蒸发,吸收被冷却介质的热量使之温度降低。1.蒸发器中的传热影响蒸发器传热系数的因素主要有:1）制冷剂的物理特性、沸腾状态、蒸发器结构;2）被冷却介质流动状态、传热表面几何特性;3）传热表面污染程度,主要是油、铁锈、霜层。2.蒸发器的形式和结构主要用于载冷剂系统,用来冷却水或盐水、乙二醇等载冷剂,再由载冷剂去冷却被冷却物体。根据蒸发器外形可以分为立管(螺旋管)式蒸发器和卧式管壳式蒸发器。1）立管(螺旋管)式蒸发器是制冷剂在管内蒸发,蒸发器沉浸在载冷剂箱内。这两种蒸发器只能用于开式循环系统,载冷剂必须是非挥发性的,如盐水和水等。为保证载冷剂在箱内以一定的速度循环,箱内焊有纵向隔板并装有螺旋搅拌器。载冷剂流速为0.3~0.7m/s以增强换热。这种系统因为载冷剂容易和空气接触,蒸发管容易腐蚀,盐水易吸潮变稀。水箱应采取必要的密封措施,见图

1。2）卧式管壳式蒸发器根据制冷剂的蒸发方式不同,又分为干式蒸发器、满液式蒸发器和热虹吸式蒸发器。干式蒸 发器(见图2)是液体制冷剂经节流后从蒸发器一端的端盖进入管程,端盖上铸有隔板,制冷剂经过两个或多个流程蒸发 并吸收载冷剂的热量后从同一个端盖出来后进入压缩机。 如果端盖隔板垫片泄漏,会使制冷剂短路,造成回液及制冷能力下降。这种蒸发器的主要特点是:制冷剂在管内完全蒸发并过热成为过热气体,这有利于使用热力膨胀阀自动调节供液量。通常使用的制冷剂有 R22、R134a、R407C、R410A等。因为制冷剂管内蒸发, 只要管内流速超过4m/s,就可以把管内的润滑油带回压缩机,回油方便。在设计当中,壳程采用GB151或TEMA规定的E型结构(折流板型式),折流板的缺口大小根据载冷剂的物理性质与流量大小开15%~50%的缺口,通常情况下,折流板缺口的流速与载冷剂横向掠过管束的流速大致相等,为了保证换热效果,折流板与圆筒的间隙、换热管与折流板的间隙要小于等于GB151或TEMA规定的最小间隙,特别是在低温情况下,这些间隙显得尤为重要,由于在低温情况下, 载冷剂一般为高粘度流体,流速慢,热阻相对增大,间隙泄漏更加明显,所以在低温情况下对间隙的控制一定要更加严格。换热管采用内部强化的高效换热管,换热管内部采用螺旋线沟槽的型式,一般内部有32~75个沟槽,主要用来增强

吸收式制冷

差作用下流经溶液热交换器，向来自吸收器的稀溶液放热后，在引射器的作用下进入吸收器喷淋，吸收蒸发器出来的冷剂蒸气稀释成稀溶液，同时向冷却水释放溶液的吸收热。这样，就完成了单效溴化锂吸收式制冷机的溶液回路。在发生器中，因稀溶液被加热而蒸发出来的冷剂水蒸气，向上通过挡水板分离液滴后进入冷凝器，向冷却水放热并凝结成冷剂水，聚集在下部的水盘内。在压差和重力作用下沿形管进入蒸发器，一部分水被蒸发，另一部分水流入蒸发器下部的水盘。再由冷剂泵提高到上部的喷淋管，均匀地喷淋到通有冷媒水的管簇外表面，吸收管内冷媒水热量，使之降温获得制冷效果。蒸发器中产生的水蒸气进入吸收器进行循环。这样，就实现了单效溴化锂吸收式制冷机的制冷剂回路。 2、吸收器出来的稀溶液由泵输送先后经过低温和高温溶液热交换器，而后进入高压发生器被工作蒸气加热，产生部分冷剂蒸气，使溶液浓度提高并离开高压发生器，经高温溶液热交换器冷却后，进入低压发生器被从高压发生器引入冷剂蒸气加热，溶液浓度再次提高，又产生新的冷剂蒸气送到冷凝器中冷却和冷凝成冷剂水，与高压发生器出来在低压发生器中冷却和冷凝后进入冷凝器的冷剂水混合，然后送入蒸发器蒸发制冷，再变成冷剂蒸气，到吸收器中被低压发生器送来的浓溶液吸收。如此不断进行循环。 3、氨水溶液循环回路在发生器中氨水溶液被加热后，一部分氨蒸气从溶液中蒸发出来，蒸气形成的气泡将液柱推向提升管的泵管中，因被加热溶液密度小，以致形成热虹吸推动力，加上贮液器静压压头的作用，使泵管底部的溶液流向顶部。液柱流出泵管后，在发生器外套管中向下流动，同时被进一步加热，温度继续上升，更多的氨气从溶液中逸出，剩余溶液的浓度进一步降低，并且在发生器顶部与吸收器间液位差的作用下，进入吸收器上端。同时通过套管式液—液热交换器，将热量传给由贮液器出来的浓溶液，使其预热并进入发生器。吸收器下端与贮液器连通，从贮液器中出来并沿连接管逆流向上的氢氨混合物与吸收器上端下来的稀溶液汇合，使混合气中的氨气被吸收，溶液浓度继续提高，最后流回贮液器，重新经液—液热交换器升温后送入发生器。剩下的氢气继续沿吸收器管逆向上扩散，进入氨氢循环回路。 氨氢气循环回路由提升管出来的氨蒸气因氨、水沸点相近的原因而含有较多的水蒸气。在精馏器内，氨蒸气和水蒸气在上升时因温度逐渐降低而使水蒸气从氨蒸气中析出凝结为水滴，在重力作用下回流到发生器。分馏出来的较高浓度氨蒸气，离开精馏器后，随即进入冷凝器。在空气自然对流换热的条件下凝结为氨液。依靠冷凝器传热管的倾斜度，氨液流经气—气热交换器后进入蒸发器。在蒸发器入口处氨液与由吸收器上行的氢气相遇而混合。由于氢气密度小，氨气密度大，氨液在蒸发器中迅速向氢气中扩散，吸收周围的热量，产生制冷效果。蒸发器中形成的氨、氢混合物因氨的密度较大而下行到气—气热交换器吸热后进入贮液器。并从上部空间进入吸收器。然后氨氢混合物又与来自提升管经液—液热交换器冷却后进入吸收器，与其中的稀溶液相遇，重新进行氨、氢气循环。

氨制冷板式换热器

在制冷技术中，换热器是不可缺少的制冷设备，冷凝器、蒸发器、回热器以及中间冷却器等换热设备，不仅在重量、体积和金属耗量上占整个制冷装置的50%以上，而且对制冷性能也会产生重大影响。因此强化制冷换热器的传热，减少重量和体积，降低金属消耗量一直是制冷技术中的发展方向，现已出现了一种新型的、全焊接式的板式换热器在制冷技术中的应用，并且表现出强劲的发展潜力。 壳管式换热器的壳侧和管侧的容积都很大，要使制冷系统正常工作，必须充灌大量的制冷剂，而且还可能造成环境污染。而板式换热器一方面体积小，另一方面间距尺寸也小。 冻结倾向少，抗冻性能高 由于水在低流速时，就能在板式换热器中形成高度紊流，温度分布非常均匀，从而减少了冷冻水的冻结倾向。即使发生了冻结，也更能承受冻结所产生的压力，而不像壳管式换热器那样容易使热管胀裂，并且可以在结冻后继续使用。 蒸发彻底，经济性高 制冷剂在制冷板式换热器中蒸发时，很容易实现完全蒸发达到无液态程度，因此在大多数情况下，制冷系统无须设置气液分离器。并且极易实现单元化，安装简单方便，维护和运输都可以节约费用，降低成本。

由于与传统的壳管式换热器相比，制冷用板式换热器具有十分明显的发展优势，自上世纪70年代开始在制冷装置中得到应用以来，已经日益受到人们的重视。在上世纪80年代开始研究制冷用板式换热器，并在制冷装置中使用，收到了良好的经济效益，世界上一些著名的制冷公司如约克、开利、日立等也相继在制冷装置中采用板式换热器。进入20世纪90年代后，制冷用板式换热器又得到进一步发展，一种能够应用于氨制冷系统的板式换热器在瑞典斯特尔公司研制成功。这种新型的组合式板式换热器结合了板框式和钎焊式的特点。与氟利昂制冷系统相比，采用这种板式换热器的氨制冷系统不仅在机组材料、体积重量上有明显的优势，而且性能系数也要高10%~20%。目前，这种系统已经形成了8个产品，冷量从10kw~1000kw。氨用板式换热器的开发成功，不仅拓宽了板式换热器在制冷技术中的应用范围，而且对保护大气臭氧、保护环境都有重要意义，同时也必将促进制冷技术的进一步发展。 艾瑞德生产的板式换热器、全焊接板式换热器、半焊接板式换热器、钎焊板式换热器具有热传递效率高，设计紧凑的特点。随着制冷技术的不断发展，对制冷剂的使用也提出了新的要求，如二氧化碳，碳氢化合物等天然制冷剂制冷系统。艾瑞德公司始终关注行业技术最新发展并对自己产品不断改进使与之相适应。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司是专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHE GASKET）、换热器板片(PHE PLATE)并提供板式换热器维护服务（PHE MAINTENANCE）的专业换热器厂家。艾瑞德（ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司）在全球设有多个标准化工厂及库存中心，服务和销售网点遍布全球。 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司拥有世界上最先进的设计和生产技术以及最全面的换热器专业知识，一直以来ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，目前已有超过50，000台的板式换热器良好地运行于各行业，ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司已发展成为可拆式板式换热器领域的全球领导者。 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域全球排名第一的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、日阪/HISAKA、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHW A、艾克森ACCESSEN、MULLER、

第五章-传热

第五章-传热

第五章 传热 一．填空 1. 传热的三种基本方式为___________ 、_____________、____________。 2. 工业上两种流体热交换的基本方式有_________、__________、__________。 3. 热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是______________________、 _______________、________________________________。 4. 对流传热又分___________对流和___________对流。 5. 不需要任何介质的传热称为_________传热。 6. 傅立叶定律表达式为_________，负号表示_____________________。 7. 一般固体、液体和气体相比较，导热系数值的大小顺序为___________。 8. 金属的导热系数大多随其纯度的增加而_____，随其温度的升高_____。 9. 对流传热的热阻主要集中在______________，因此____________________ 是强化对流传热的重要途径。 10. 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________。 11. 吸收率等于1的物体称为_____________。 12. 反射率等于1的物体称为_____________。 13. 透过率等于1的物体称为_____________。 14. 能以相同的吸收率且部分地吸收由零到∞的所有波长范围的辐射能的物体称 为_____________。 15. 灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比，称为物体的 _____________。 16. 用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内层，以 达到好的保温效果。 17. ()()n e R d Pr ..023.08.0内λ α=式中两个准数Re =__________，Pr=__________. 若液体被冷却时n=____________。 二．选择题 1. 对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为1λ和2λ， 其对应的温差分别为1t ?和2t ?，若1t ?> 2t ?，则1λ和2λ的关系为____。 A. 1λ<2λ B. 1λ=2λ C. 1λ>2λ D. 不确定 2. 物质导热系数的顺序为（ ）。

制冷与空调专业常用换热器简介

换热器 换热器的发展已经有近百年的历史，其在国民经济的诸多领域(如食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工等)得到广泛的应用。换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一。 定义：换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。 换热器（heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是制冷空调、暖通、化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。按使用功能分：冷凝器、蒸发器、再热器、过热器和再沸器等。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在制冷空调、暖通等领域主要涉及混合式换热器和间壁式换热器，其中以间壁式换热器应用最多。 一、混合式换热器 混合式热交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门中。 (1)冷却塔(或称冷水塔) 在这种设备中，用自然通风或机械通风的方法，将生产中已经提高了温度的水进行冷却降温之后循环使用，以提高系统的经济效益。例如热力发电厂或核电站的循环水、合成氨生产中的冷却水等，经过水冷却塔降温之后再循环使用，这种方法在实际工程中得到了广泛的使用。冷却塔是利用空气同水的接触（直接或间接）来冷却水的设备。是以水为循环冷却剂，从一系统中吸收热量并排放至大气中，从而降低塔空气温度，制造冷却水可循环使用的设备。 冷却塔主要应用于空调冷却系统、冷冻系列、注塑、制革、发泡、发电、汽轮机、

5直燃型溴化锂吸收式制冷机机房设计

第五章直燃型溴化锂吸收式制冷机机房设计 直燃型溴化锂吸收式制冷机(以下简称直燃机)适用于以下地区： 1．用户所在地区具有丰富的燃油，燃气资源； 2．当地环保要求不允许采用燃煤锅炉，且用电紧张或电费昂贵； 3．燃油、燃气均可使用的场合，应认真研究、权衡使用燃气或燃油的得失。一般优先考虑使用城市煤气，若无城市煤气供应时，应考虑使用轻油。重油的含硫量较高，一般不宜采用。 第一节直燃型溴化锂吸收式制冷机的机型选择原则 一、直燃机机型的选择 直燃机从其利用的能源可分为燃油型、燃气型及油、气两用型；从功能上可分为三用型(具备制冷、采暖、卫生热水三种功能)、空调型(具备制冷、采暖功能)和单冷型(只具备制冷功能)。单冷型较前两种便宜，三用型与空调型价格接近。选用时应根据用户的供水参数要求；还应进行经济比较，以减少机房的一次投资。 二、负荷的确定 确定直燃机的冷(热)负荷，除在计算空调负荷的基础上，增加机组本身和水系统的冷(热)损失(一般为lo％～15％)外，尚应考虑冷(热)水和冷却水产生的污垢因素，对产冷(热)量进行修正。机组在制冷的同时制卫生热水，则制冷量相应降低，除非加大高压发生器，这一因素亦应考虑。不同的冷(热)负荷的建筑物，应选择相应的直燃机。 一般直燃机的额定供热量是其额定制冷量的80％左右。但也可根据用户的要求，选择供热量大于或等于制冷量的特殊机型。直燃机的供热量是指供暖热量与卫生用热水热量之和，或二者之一(二者均能单独达到额定供热量)。 三、台数的确定 一般选用2—4台直燃机，中小型工程选用2台，较大型选3台，大型选4台。机组之间考虑互为备用和轮换使用的可能性。从便于维修管理的角度考虑，尽量选用同机型、同规格的机组，从节能的角度考虑，必要时也可选用不同机型、不同负荷的机组搭配组合的方案。 四、工作压力的确定 直燃机的工作压力，直接影响其成本造价及系统运行的安全可靠性，应根据相应空调水系统、供暖水系统、卫生热水系统在机组设置标高处的工作压力，来分别确定直燃机蒸发器、冷凝器及热水器的工作压力。国产直燃机的蒸发器、冷凝器及热水器管束的工作压力为0，8MPa(普通型)，可满足一般建筑物的使用要求，设计选型时，应优先考虑，以降低设备成本。对于设在高层或超高层建筑物地下室或底层的直燃机组，其承压往往超过 第81页 0，80MPa。如果认为采用空调水系统竖向不分区的方案安全可靠且经济合理时，可向厂方特殊订货选用工作压力为0．81—1．6MPa的加强型机组。否则，应采取水系统分区等减压措施，降低底部机组的承压，使成本较低的普通型机组得以应用。 五、燃料的确定 选用何种燃料，应根据当地燃料供应情况和经济技术比较结果确定。当有可靠的气源(城市煤气或天然气等)，应首先采用燃气；当只有油源(轻油或重油)，应首先考虑采用轻油(柴油)。轻油系统较重油系统简单，运行管理方便，不需要加热输油管。当然，如果有便宜的重油来源，也应加以考虑。如果用户预知燃气不能完全满足需要(每天的用气高峰致使气量不足或年内某一季节气量不足)时，可选择油、气双燃料两用型机组，以满足不同阶段供应不同燃料的特殊情况。双燃料机组由于它备有双重功能，价格较贵，用户应将初投资的增加与运转费的降低加以比较，进行合理选择。 第二节直燃机机房建筑设计 由于直燃机为负压运行设备，其机房设置可根据建筑特点灵活设置。又由于直燃机要烧油和煤气、天然气等，因此对机房的安全比较严格，一定要满足国家标准《锅炉房设计规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》、《城镇燃气设计规范》等的要求。 一、机房位置 机房位置应设在需冷地点冷负荷中心，一般应考虑建筑物首层，以节省占地。 地下室、底层、楼层中、屋顶都可以设置机房，但燃用液化石油气和密度比空气大的燃气时，不应设在半地下和地下建筑物或构筑物内。对于高层建筑，机房宜设在地下室或底层。设在地下室时，通风和排水较困难；对于超高层建筑，可考虑将机房设在楼层中或屋顶。机组上高楼，会带来一系列问题，如水泵房噪声和振动较大，机组吊装、维修较困难，设备荷重对结构设计要求较高等，在目前国内缺乏经验的情况下，必须认真对待。 若直燃机房必须要设在地下室时，应考虑通风及排水问题，还应考虑吊装预留口及吊装方案；如设在楼层中及屋顶，则应考虑水系统的设计及

建筑设备——第五章习题及答案

第五章通风与空调工程 选择题（每题一分） 1 旅馆客房宜采用哪种空调方式? A A风机盘管加新风B全新风C全空气D风机盘管 2 空调系统不控制房间的下列哪个参数? D A温度B湿度C气流速度D发热量 3 现代体育馆建筑设备宜具备： D A采暖B通风C空调D采暖、通风、空调 4 空调风管穿过空调机房围护结构处，其孔洞四周的缝隙应填充密实。原因是： D A防止漏风B避免温降C隔绝噪声D减少振动 5 空调机房位置选择下列哪项不合适? B A冷负荷集中B周围对噪声振动要求高 C进风排风方便D维修方便 6 剧场观众厅空调系统宜采用哪种方式? C A风机盘管加新风B全新风C全空气D风机盘管 7舒适性空调冬季室内温度应采用： B A16～18℃B18～22℃C20～24℃D24～28℃ 8舒适性空调夏季室内温度应采用： C A18～22℃B20～26℃C24～28℃D26～30℃ 9 高级饭店厨房的通风方式宜为： B A自然通风 B机械通风C不通风D机械送风 10可能突然放散大量有害气体或爆炸危险气体的房间通风方式应为： B A平时排风B事故排风 C值班排风D自然排风 11房间小、多且需单独调节时，宜采用何种空调系统? A A风机盘管加新风B风机盘管C全空气D分体空调加通风12风机盘管加新风空调系统的优点： A A单独控制B美观C安装方便D寿命长 13写字楼、宾馆空调是： A A舒适性空调B恒温恒湿空调C净化空调D工艺性空调 14手术室净化空调室内应保持： A A正压B负压C常压D无压 15压缩式制冷机由下列哪组设备组成： D A压缩机、蒸发器、冷却泵膨胀阀 B压缩机、冷凝器、冷却塔膨胀阀 C冷凝器、蒸发器、冷冻泵膨胀阀 D压缩机、冷凝器、蒸发器膨胀阀 16 采用国际单位制,热量、冷量的单位为( )。A A. W(瓦) B. kcal/h(千卡/时) C. RT(冷吨) D. ℃(摄氏度) 17 试问在下述有关冷却塔的记述中,( )是正确的? C A.是设在屋顶上,用以贮存冷却水的罐 B.净化被污染的空气和脱臭的装置 C.将冷冻机的冷却水所带来的热量向空中散发的装置

(05)第五章 传习题热答案

第五章 传热 1．用平板法测定固体的导热系数，在平板一侧用电热器加热，另一侧用冷却器冷却，同时在板两侧用热电偶测量其表面温度，若所测固体的表面积为0.02 m 2，厚度为0.02 m ，实验测得电流表读数为0.5 A ，伏特表读数为100 V ，两侧表面温度分别为200 ℃和50 ℃，试求该材料的导热系数。 解：传热达稳态后电热器的加热速率应与固体的散热（导热）速率相等，即 L t t S Q 2 1-=λ 式中 W 50W 1005.0=?==IV Q m 02.0C 50C 200m 02.0212=?=?==L t t S ，，， 将上述数据代入，可得 ()())()C m W 333.0C m W 50 20002.002 .05021??=??-??=-= t t S QL λ 2．某平壁燃烧炉由一层400 mm 厚的耐火砖和一层200 mm 厚的绝缘砖砌成，操作稳定后，测得炉的内表面温度为1500 ℃，外表面温度为100 ℃，试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两砖接触良好，已知耐火砖的导热系数为10.80.0006t λ=+，绝缘砖的导热系数为 20.30.0003t λ=+，W /(m C)??。两式中的t 可分别取为各层材料的平均温度。 解：此为两层平壁的热传导问题，稳态导热时，通过各层平壁截面的传热速率相等，即 Q Q Q ==21 （5-32） 或 2 32212 11b t t S b t t S Q -=-=λλ （5-32a ） 式中 115000.80.00060.80.0006 1.250.00032t t t λ+=+=+?=+ 21000.30.00030.30.00030.3150.000152 t t t λ+=+=+?=+ 代入λ1、λ2得 2.0100)00015.0315.0(4.01500)000 3.025.1(-+=-+t t t t 解之得 C 9772?==t t

第五章 习题(蒸汽动力循环和制冷循环)

第五章 蒸汽动力循环和制冷循环 5－3 设有一台锅炉，每小时产生压力为2.5MPa ，温度为350℃的水蒸汽4.5吨，锅炉的给 水温度为30℃，给水压力2.5MPa 。已知锅炉效率为70％，锅炉效率：染料可提供的热量 蒸汽吸收的热量= B η。 如果该锅炉耗用的燃料为煤，每公斤煤的发热量为29260kJ ·kg -1，求该锅炉每小时的耗煤量。 解：查水蒸汽表 2.5MPa 20℃H 2O 13.86-?=kg kJ H 2.5MPa 40℃H 2O 177.169-?=kg kJ H 内插得到 2.5MPa 30℃H 2O 1 04.1282 3 .8677.169-?=+= kg kJ H 查水蒸汽表 2.0MPa 320℃H 2O 15.3069-?=kg kJ H 2.0MPa 360℃H 2O 13.3159-?=kg kJ H 内插得到 2.0MPa 350℃H 2O 1 85.31365.30693040 5 .30693.3159-?=+?-= kg kJ H 查水蒸汽表 3.0MPa 320℃H 2O 14.3043-?=kg kJ H 3.0MPa 360℃H 2O 17.3138-?=kg kJ H 内插得到 3.0MPa 350℃H 2O 1 88.31144.30433040 4 .30437.3138-?=+?-=kg kJ H 内插得到 2.5MPa 350℃H 2O 1 87.31252 85 .313688.3114-?=+= kg kJ H 锅炉在等压情况下每小时从锅炉吸收的热量： 1 3 1231490235)04.12887.3125(105.4)(2-?=-??=-?=h kJ H H H m Q O H 锅炉每小时耗煤量： 1 6.65829260 7.013490235-?=?= h kg mcoal 5－4 某朗肯循环的蒸汽参数为：进汽轮机的压力MPa p 61=，温度C t ?=5401，汽轮机出口压力MPa p 008.01=。如果忽略所有过程的不可逆损失，试求：（1）汽轮机出口乏气的干度与汽轮机的作功量；（2）水泵消耗的功量；（3）循环所作出的净功；（4）循环热效率。 解：朗肯循环在T －S 图上表示如下： 1点（过热蒸汽）性质： MPa p 61=，C t ?=5401， 1 10.3517-?=kg kJ H 1 19999.6-?=kg kJ S 2点（湿蒸汽）性质：

第五章传热习题集

第5xx传热 一.填充题 1.间壁式换热器的传热过程是由______, ______, ______串联而成的. 2.有相变时的对流给热系数比无相变时的_______,粘度大的,对流给热系数_____. 3.影响对流给热系数的因素有__________, _________,__________, ____________, _________. 4.1atm的饱和水蒸汽通过一金属壁面与30℃空气进行换热,则壁面温度大约为_____. 5.沸腾传热可分为三个区域,它们分别为______,_______和________.工业上一般应维持在_______区操作. 6.绝对黑体的辐射能力与温度的______成正比. 7.用饱和蒸汽加热时,经过一定时间后,发现传热的热阻迅速加大,这可能是由于_________________. 8.导热系数λ的物理意义是____________________,金属的λ随温度的升高而___________,非金属固体的λ随温度的升高而______,气体λ的随温度的升高而________. 9.多层平壁定态导热中,若某层的热阻最小,则该层两侧的温差_____. 10.在卧式管壳式换热器中用饱和水蒸汽加热原油,则原油宜在_____流动. 二.选择题 1.在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中在工程上最有效的是( ). A.提高空气流速 B.提高蒸汽流速

C.采用过热蒸汽提高蒸汽流速 D.在蒸汽管一侧管壁上装翅片 2.冷热两种流体通过金属壁面进行热交换，则壁温接近于（）. A.α大一侧流体温度 B.α小一侧流体温度 C.冷流体温度 D.热流体温度 3.在套管式换热器中冷热两种流体作逆流换热，如q m2c p2/q m1c p1<1，且A→∞，则热流体的出口温度T 2是（）. A.t 1B.无法确定 C.T 1+q m2c p2/q m1c p1(t

建筑设备——第五章习题及答案

选择题（每题一分） 旅馆客房宜采用哪种空调方式 ? A A 风机盘管加新风 B 全新风 C 全空气 D 风机盘管 空调系统不控制房间的下列哪个参数 ? D A 温度 B 湿度 C 气流速度 D 发热量 现代体育馆建筑设备宜具备： D A 采暖 B 通风 C 空调 D 采暖、通 空调 空调风管穿过空调机房围护结构处，其孔洞四周的缝隙应填充密实。原因是： A 防止漏风 B 避免温降 C 隔绝噪声 D 减少振动 空调机房位置选择下列哪项不合适 ? B A 冷负荷集中 B 周围对噪声振动要求高 C 进风排风方便 D 维修方便 剧场观众厅空调系统宜采用哪种方式 ? C A 风机盘管加新风 B 全新风 C 全空气 D 风机盘管 舒适性空调冬季室内温度应采用： B A 16～ 18℃ B 18～ 22℃ C 20～ 24 ℃ D 24～ 28℃ 舒适性空调夏季室内温度应采用： C A 18～ 22℃ B 20～26℃ C 24～28℃D 26～ 30℃ 高级饭店厨房的通风方式宜为： B A 自然通风 B 机械通风 C 不通风 D 机械送风 可能突然放散大量有害气体或爆炸危险气体的房 间通风方式应为： B A 平时排风 B 事故排风 C 值班排风 D 自然排风 房间小、多且需单独调节时，宜采用 何种空调系 统 ? A C 冷凝器、蒸发器、冷冻泵 膨胀阀 D 压缩机、冷凝器、蒸发器 膨胀阀 采用国际单位制 ,热量、冷量的单位为 （ ）。 A A. W （ 瓦） B. kcal/h （ 千卡 /时） C. RT （冷吨） D. ℃（摄氏度 ） 试问在下述有关冷却塔的记述中 ,（ ）是正确的 ? C A. 是设在屋顶上 ,用以贮存冷却水的罐 B. 净化被污染的空气和脱臭的装置 C. 将冷冻机的冷却水所带来的热量向空中散发的装置 第五章 通风与空调工程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 A 风机盘管加新风 B 风机盘管 风机盘管加 新风空调系统的优点： A A 单 独控制 B 美观 写字楼、宾馆空调是： A C 安装方便 C 全空气 D 分体空调加通风 D 寿命长 A 舒适性空调 B 恒温恒湿空调 手术室净化空调室内应保持： A A 正压 B 负压 C 常压 压缩式制冷机由下列哪组设备组成： D A 压缩机、蒸发器、冷却泵 膨胀阀 B 压缩机、冷凝器、冷却塔 膨胀阀 C 净化空调 D 工艺性空调 D 无压

第五章 传热

第五章 传热 一．填空 1. 传热的三种基本方式为___________ 、_____________、____________。 2. 工业上两种流体热交换的基本方式有_________、__________、__________。 3. 热流体将热量通过壁面传给冷流体的过程是______________________、 _______________、________________________________。 4. 对流传热又分___________对流和___________对流。 5. 不需要任何介质的传热称为_________传热。 6. 傅立叶定律表达式为_________，负号表示_____________________。 7. 一般固体、液体和气体相比较，导热系数值的大小顺序为___________。 8. 金属的导热系数大多随其纯度的增加而_____，随其温度的升高_____。 9. 对流传热的热阻主要集中在______________，因此____________________ 是强化对流传热的重要途径。 10. 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________。 11. 吸收率等于1的物体称为_____________。 12. 反射率等于1的物体称为_____________。 13. 透过率等于1的物体称为_____________。 14. 能以相同的吸收率且部分地吸收由零到∞的所有波长范围的辐射能的物体称 为_____________。 15. 灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比，称为物体的 _____________。 16. 用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内层，以 达到好的保温效果。 17. ()()n e R d Pr ..023.08.0内λ α=式中两个准数Re =__________，Pr=__________. 若液体被冷却时n=____________。 二．选择题 1. 对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为1λ和2λ， 其对应的温差分别为1t ?和2t ?，若1t ?> 2t ?，则1λ和2λ的关系为____。 A. 1λ<2λ B. 1λ=2λ C. 1λ>2λ D. 不确定 2. 物质导热系数的顺序为（ ）。 A. 金属>一般固体>液体>气体