1

第四章 熱交換器第四章 熱交換器

BAiiBA

oo

io

ii

BA

TTAUTTAU

AhkL

rr

Ah

TTq

00

12

/ln1

2

外管壁則

o

io

i hkL

rrA

A

AU

12

/ln1

000

內管壁o

o

iioi

i

i

hAA

kLrrA

h

U

2/ln1

1

3

14 ex

水平鋼管mdomdi 06033.0,0525.0

cmWhCTCTmcwk ii20

00 /1961,20,98,/54

LgUUcmWh i /,,,/91.7 02

0 求

4

:sol

?

06033.091.71

542)0525.0/06033.0ln(

0525.019671

2098

q

)(

12

ln)(

1doLhokL

rrdiLhi

TTq

io

oi

91.71

5420525.0/06033.0ln06033.0

1960525.006033.0

1

LL

LL

Uo

97.71

06033.00525.0

5420525.0/06033.0ln0525.0

19611

1

LL

LL

Ui

5

4-2 4-2 對數平均溫差對數平均溫差 (LMTD) (LMTD) Log meanLog mean

temperature difference temperature difference

平均溫度mTUAq

ccchhh dTcmdTcmdq..

6

mcCc

dqdT

mhCh

dqdT ch

,

11

..

cchh

chch

cmcmdpTTddTdT

710 dATTUdq ch

)79.10( UdA

dqTT ch

7

dA

cmcmU

TT

TTd

cchhch

ch

..

11

cchhch

ch

cmcmUA

TT

TT..

11

22 11ln

代入上式212 ccchhhh CTCmTTCmq

8

1122

1122

/ln chch

chchm TTTT

TTTTT

)(

/ln 1122

1122 TmUATTTT

TTTTUAq

chch

chch

9

)(./9.1 比熱ckgkjCh

min/6875..

kgmc

ckgkjCc ./18.4

cmWU ./32 2.

,, hmAq求

0110油

075

075水035

1hT

2hT1CT

2CT

24 ex

10

:sol

)1)........(( 21

.

TcTccmq cc

)2)........(( 21

.

ThThcm hh

式由 1)(

kWq 5.189)3575(18.460

68

11

cckg

kJkg

.sec(2)式由

)75110(9.15.189.

hm

)/(85.2.

skgmh

1122

1122

/ln chch

chch

TTTT

TTTTUATmUAq

時間轉換成秒故要將

是每移因為

68kg/min

KJ,KW)(KWS

KJ

熱傳遞效果較好愈大平均溫差註 ,Tm)(:

12

)]75110/()3575ln[(

)75110()3575(

1000

3205.189

A

282.15 mA

CTm 044.37)]3575/()75110ln[(

)3575()75110(

13

若是同向流

)1)........(( 21

.

TcTccmq cc

)2)........(( 21

.

ThThcm hh

0110

075

035

074

cmWU

kgm

C

2/320

min/68

18.4

9.1c

14

式由 1

756.184743518.460

68q

式由 2

sec/78.2

751109.156.184.

.

kgm

m

h

h

15

)]35110/()7475ln[(

)35110()7475(

1000

3205.184

A

CTm 037.17)]7475/()35110ln[(

)7475()35110(

16

34

傳遞單位數units) transfer of(number

求取時出入口溫度未知或不易應用範圍 :

最大可能熱傳遞實際熱傳遞

有效性 :

法有效性 NTU-

17

11 TcThTmx

ii TcThTTcThT maxmax 21

18

)()( 12

.

21

.

TcTccmThThcmq cchh 平行流

)()( 21

.

21

.

TcTccmThThcmq cchh 反向流

ii TcThmcq min)(max

19

:平行流

)(11

21

11

.21

.

最小流體為熱流體ch

hh

chhh

hhhhh TT

TT

TTcm

TTcm

)(11

12

11

.12

.

最小流體為冷流體ch

cc

chcc

ccccc TT

TT

TTcm

TTcm

20

:反向流

21

21

21

.21

.

ch

hh

chhh

hhhhh TT

TT

TTcm

TTcm

21

21

21

.21

.

ch

cc

chcc

ccccc TT

TT

TTcm

TTcm

21

熱交換器內的最大溫差

最小值流體T

min)(min

max)(max

min/

mcC

mcC

mcC

CUANTU

22

/1

/1/exp1

maxmin

maxminmin

CC

CCCUA

/1/exp/1

/1/exp1

maxminminmaxmin

maxminmin

CCCUACC

CCCUA

平行流

反向流

23

34 ex

q,Tc,Th 12求

T

A

C0110

C035

ckgkjc

kgm

./18.4

min/40

ckgkjc

kgm

./9.1

min/171

cmWU ./320 228.15 mA

24

sol

min/278760

100018.440)( 0 CCWcmc

max/541560

10009.1171)( 0 CCWhmc

25

最小流體為冷流體

515.05415

2787

max

min

C

CC

816.12787

8.15320

minmax

C

UANTU

圖參考此二數據

26

由圖或公式

744.0)1(exp[1

)]1(exp[1

CNC

CN

27

冷流體為最小流體.2

744.035110

35

max

)( 1

Tc

T

T 冷流

CCTc 001 8.90358.55

28

qTcTh ,, 12求

T

A

2Th

1Tc

ckgkgc

kgm

./9.1

min/171

ckgkgc

kgm

./18.4

min/68

cmWU ./320 2 28.15 mA

29

sol

CWcmc 0/33.473760

100018.468)(

541560

10009.1171)(

hmc

30

最小流體為冷流體

87.05415

33.4737

max

min

C

CC

067.133.4737

8.15320

minmax

C

UANTU

533.0)1(exp[1

)]1(exp[1

CNC

CN

31

冷流體為最小流體.2

533.035110

35

max

)( 1

Tc

T

Tm 冷流

975.741 Tc