熱交換器計算及設計16、自己選擇的路、跪著也要把它走完。17、一般情況下)不想三年以后的事，只想現在的事。現在有成就，以后才能更輝煌。18、敢于向黑暗宣戰的人，心里必須充滿光明。19、學習的關鍵--重復。20、懦弱的人只會裹足不前，莽撞的人只能引為燒身，只有真正勇敢的人才能所向披靡。熱交換器計算及設計熱交換器計算及設計16、自己選擇的路、跪著也要把它走完。17、一般情況下)不想三年以后的事，只想現在的事。現在有成就，以后才能更輝煌。18、敢于向黑暗宣戰的人，心里必須充滿光明。19、學習的關鍵--重復。20、懦弱的人只會裹足不前，莽撞的人只能引為燒身，只有真正勇敢的人才能所向披靡。熱交換器計算及設計

(含鍋爐設計計算)教師：王勤輝/余春江

2012年2月課程信息學分:1.5教材：《電站鍋爐原理》容鑾恩，袁鎮福等，中國電力出版社主要參考書：《管殼式換熱器的分析與計算》潘紀紅，田茂誠編著，科學出版社，1996《鍋爐原理及計算》（第二版）馮俊凱，沈幼庭主編，科學出版社，1992《鍋爐例題習題集》賈鴻祥編，水利電力出版社，1990《換熱器設計、運行及CAD系統》劉燕春編著，冶金工業出版社，1998教師聯系方式：王勤輝Tel：87952802余春江Tel：87952801在新政背景積極實行的今天，新課程改革開展得如火如荼，課堂教學無疑是新課改的主陣地，這個舞臺不僅僅是老師教、學生學的物理空間，而且是一個靈動的、充分展示師生風采的表演舞臺。這個表演舞臺可以豐富多彩，可以復雜多變，可以情趣盎然，但卻必須是有效甚至是高效的。只有有效的課堂，我們的語文教學才能為學生創設求知、體驗、創新、實踐的空間，才真正做到為學牛可持續發展鋪墊，才會真正符合生命成長的規律。一、營造和諧快樂的學習氛圍心理學教授巴甫諾奧曾寫過《快樂學習法》一書，這本書先后被翻譯成幾十種文字，在世界各地暢銷不衰。他在書中賦予快樂學習以更廣義的解釋，他認為：快樂學習是一種享受，學到新知識是一件快樂的事，讀書、上課、完成作業、與同學交往、向老師提問等，都是很有趣的學習。而我們現在的很多學生，由于各種原因，對學習失去了興趣，每天坐在教室里被動地學習，少有快樂可言，在這種心理支配下，我們又怎敢奢望他們能夠高效學習？所以打造高效課堂的首要前提是讓學生愛學習語文，讓學生體驗到學習語文的樂趣。在這方面我做了一些嘗試：1.課前演講激情趣。知識的掌握，能力的內化，說到底需要學生自己的體驗和實踐。教師單向灌輸知識的教學模式，學生處于被動的位置上，心智處于壓抑的狀態中，積極性和主動性無法真正調動起來。只有當學生以主人的姿態出現在語文教學活動中，語文教學才有脫胎換骨的變化。課前三分鐘的演講活動，為學生提供了參與的平臺。為了演講成功，獲得大家的肯定，每個學生都在積極準備。他們精心地去搜集材料、組織材料、反復練習。由于演講內容新穎，學生們愛講、愛聽，學習的積極性主動性也就極大地調動起來了。當然演講的內容應盡量與本節教學相關。2.多樣導入引興趣。導語是一堂課的切人點。設計優美生動的導語，創設一種與教學內容相關的自然和諧的情境，叩開學生的心靈，是很重要的，可使學生或悄然動容，或神思飛越，或躍躍欲試，或期待盼望，從而很快進入“共振”的境界。二、凸顯主體，打造高效課堂之深化瑞士教育家裴斯泰洛齊曾指出：“教學的主要任務，不是積累知識，而是發展思維。”這就要求教師在課堂教學中做好引路者，教會學生思考，凸顯學生主體，這是高效課堂的深化。1.教師要做好引路者。在語文文本學習過程中，教師要引導學生根據自己的生活經歷、情感體驗、審美情趣去感悟文本，要起到引導的作用，導規律、導知識、導注意點、導能力。同時，“授之以魚，不如授之以漁”，教師在課堂教學上要重視學習方法的指導，例如朗讀的方法、文言文翻譯的方法、現代文理解的方法等。2.教師在課堂上要留給學生足夠的時間和空間。只有通過學生的親身實踐和領悟去獲得知識，才是最佳學習途徑，因此，教學過程中，要充分發揮學生的主觀能動性，鼓勵學生合作、探究，使學生能真正處在學語文、用語文的情境中，從而自覺、積極地學習知識和思考問題。三、從師生互動中貫穿有效《語文課程標準》明確指出：“在教學過程中，要處理好傳授知識與培養能力的關系，注意培養學生的獨立性和自主性，引導學生質疑、調查、探究”。由此可見，課堂教學是一個教與學相互影響的過程，教師的“教”與學生的“學”是相互促進的，只有做到師生互動，才能使課堂活潑，才能充分調動學生質疑，調查與探究的積極性，最終達到有效。構建師生互動教學思路是首先營造民主、寬松的課堂教學氛圍，其次重視師生之間的情感交融，最后保持關注特殊學生。在新課程理念下，積極實現師生互動，就一定能發揮有效作用，達成教學目標。四、從方法指導上尋求有效學習的真諦在于“舉一反三”，在教學中滲透科學思維和方法的指導，“披文以得法”，學生才會如深海潛泳，學得深入。有效的學法指導，不應是簡單方法的機械灌輸或歸納，而應是根據不同層次學生的特點引導他們去尋找學習語文的“鑰匙”，讓學生做到“練一題、學一法、會一類、通一片”。常見的有效學法指導有情境分析法、背景分析法、典型分析法、邏輯分析法、想像分析法等，需要指出的是，在語文課堂教學中指導學生的分析方法是千變萬化的，關鍵在于教學機智，同時應找準分析角度，具體情況具體分析，當然每種方法都不是孤立存在的，適合自己的才是最好的。因此，真正的有效方法指導標準是主體的適應性。五、語文有效課堂需要生動的主題活動進行補充初中語文有效課堂應當體現立體性，不僅要前置教學環節，還要后拓教學活動，以各種課外活動的形式鞏固和深化課堂教學成效，實現教學成效的提升。筆者在教學中，經常性組織學生開展各種社會實踐活動，如學校組織的敬老院慰問活動，協助社區進行愛國衛生宣傳活動，參加團市委組織的大型圖片展覽等，讓學生在這樣的實踐活動中增加感知，積累素材，有助于學生寫作能力的提高。另外，筆者還通過組織興趣小組的形式對語文教學進行拓展，如組織文學興趣小組強化寫作技巧指導，組織朗誦興趣小組提高學生的朗讀水平等，努力構建起課內外、校內外相結合的立體教學體系。教學有法，教無定法，貴在得法。在教學實踐中，我們要不斷創新教學方法，積極探索新課程標準下的高效實用的方法，努力讓每一位學生都能得到來自老師與同學的肯定、鼓勵、欣賞和贊美，讓師生共同沐浴在人文關懷的燦爛陽光下，讓師生綻放的笑靨成為課堂上永不衰敗的花朵。學生的個體差異是指學生與學生之間在穩定的特征上的差異。學生個體差異現象從身心各方面來看，其表現也是多方面的，這在個體的性別、年齡、容貌、體能、興趣、愛好、態度、觀念等方面都有不同程度的表現。自主教學，也就是圍繞學生的自主性，展開的教育教學實踐活動。自主性，也就是自覺主動性或主體能動性。當前的教育教學的各項工作都是立足于充分調動學生的自主性，即使是對學生主體地位的尊重，又是對教師主導作用的一種新的詮釋。自主教學是當前教育教學改革的基本趨勢，實現自主性發展是教學活動的目的，是一切教學活動的本質要求，在體育教學中，如何根據學生的個體差異開展自主教學呢，下文通過本課題的研究，談一下可實施的一些方法，希望能對體育教學起到一定的促進作用。一、尊重學生個體差異，激發學習興趣1.關心他們，愛護他們在體育教學過程中，教師應尊重學生的人格，關注個體差異，滿足不同學生的學習需要，創設能引導學生主動參與的體育活動，激發學生的體育興趣，使每個學生都能得到充分的發展。針對學生的“個體差異”，我們要了解不同的學生發展水平情況，對學生的要求不應強求一致，而應分類施教，保護他們的自尊心，關心他們，愛護他們，激發他們的求知欲和學習熱情，以達到全面提高的目的。2.激發學生的體育活動興趣對于體育活動過程中有困難的學生，不能放任不管，更不能歧視他們。教師對他們要熱情關懷，循循善誘，加強個別指導練習，幫助他們克服心里生理上的困難，增強學習的信心，同時體育教學應在師生平等對話的過程中進行，尊重學生的獨立人格，突出學生的主體地位，把握好教師位置與學生平等對話的地位。加強與有差異的學生之間的交流、了解和相互信任，從學生的實際情況出發，使每個學生都能揚長避短，獲得成就感，尊重了學生個體差異，激發學生的體育興趣，實現自身的充分發展。二、采取有效的體育教學方法，實現差異教學1.分類施教，實施差異的教學方法教師要按學生興趣進行分組，讓他們在不同的項目中進行體育練習，同時教師注意培養班級中的骨干學生，發揮班級骨干作用，培養骨干學生搞好體育活動，減輕教師因分組造成的教育不均等，為差異性教學提供強有利的保障。針對男女對體育愛好不同，按男女分，男生的授課內容可以強度稍大一點，而女生授課內容強度則可以稍微小一點。通過這樣的授課形成不但可以有效提高學生的身體素質，還可以喚醒他們自覺、主動選擇練習項目的意識，達到“素質教育”的要求，從而樹立“終身體育”的思想。在體育技術技能教學中要注意學生個性差異，循序漸進，對癥下藥，不能心急，體育教師要適當將教學難度減小，從最基本的知識、技術、技能上分析問題，分析癥結所在及產生的原因，耐心指導和練習，及時地鼓勵幫助引導，使學生盡快掌握技術技能，增強學習的自信心。對學生的要求不應強求一致，而應分類施教。由于學生個體差異性的不同，在體育教學中，教師應注意區別對待，合理地安排教學內容，循序漸進的加強練習密度和強度。這樣可以有效提高學生對體育活?擁男巳ぃ?喚醒他們自覺、主動的投入到體育活動的意識，達到素質教育的要求2.了解學生需求，尊重學生個體差異在同一個班級的學生，年齡相仿，學習的內容相同，有的學生會感到太淺，有的學生會感到太難。在體育教學中根據學生的身體素質和思維能力的不同，將全班學生分成幾個層次，為他們制定分層次的教學目標，體育教學過程中考慮不同層次學生的需要，盡可能兼顧他們，加強同學間的合作，在體育活動中滿足不同學生在身體素質、學習目標、動作能力等不同需求，設計不同的體育教學方法，使體育教學更好地為每個學生的學服務。因此，在體育教學過程中要充分了解學生已有的學習水平和學習興趣，實行差異教學，這樣，使一些素質較差性格孤僻的學生，也有參與的機會。同時，在參與中，學生不知不覺地學到技能，增強學生的自信心，促進學生在體育課堂中敢于表現自我，激發興趣，逐漸提高身體素質三、張揚學生個性、讓學生體驗成功1.尊重學生的個性發展張揚個性，要尊重學生的個體差異，展示學生的才智。鼓勵學生積極參加體育活動。每一個學生都具有明顯的個性差異，個性差異引起學生的智能結構差異。體育教師要根據學生的個體差異設計合理的教學方式，關注每一個學生的發展，在充分尊重個性的基礎上因材施教。在體育教學中可以讓學生根據自己的意愿去選擇體育活動內容，體現分層次、分目標的個性化體育教學，讓學生帶著興趣去活動，帶著原認知去學習，提高學習興趣的同時，掌握體育知識和技能，使每個學生獲得最大限度的發展，提高學生的身體素質和頑強的精神。2.給學生提供展示個性的空間在實際生活中，學生的生活習慣、家庭叫養、智力因素、身體素質、心理素質等因素是交雜在一起、相互作用的。體育教師在教學過程中要充分了解學生已有的學習水平和學習興趣，設立分層次的學習目標和多樣化的活動方式，尊重每一個學生，給學生提供展示個性的空間，使每一個學生都能不斷地獲得成功的情感體驗。體育教師要針對學生的不同情況采取不同措施進行個別輔導和訓練，實施差異的教學方法使不同體質性格的學生都能得到相應的發展和提高。最后，在體育教學中關注學生個體差異，嘗試不同途徑突出學生的主體，尊重學生個體差異，因材施教，更好地達到體育教育的出發點和歸宿。在體育教學中必須面向全體學生，使每個學生在原有基礎上都得到最大可能的發展，從而實現全體學生素質的提高。同時又必須尊重學生的個體差異，給學生發揮個性的機會，促進學生生動、活潑、主動的個性發展，從而到達全面提高。熱交換器計算及設計16、自己選擇的路、跪著也要把它走完。熱交1熱交換器計算及設計課件2熱交換器計算及設計課件3熱交換器計算及設計課件4熱交換器計算及設計課件5凝汽式燃煤電廠生產過程凝汽式燃煤電廠生產過程6凝汽部分換熱過程凝汽部分換熱過程7低壓加熱器低壓加熱器8除氧器換熱過程除氧器換熱過程9高壓加熱器高壓加熱器10省煤器省煤器11過熱器過熱器12空預器空預器13對換熱器的基本要求滿足工藝要求，熱交換強度高，熱損失小工藝結構在工作溫度壓力下不易遭到破壞，制造簡單，維修方便，運行可靠設備緊湊（對于航天、余熱利用、大型設備尤為重要）流動阻力低，熱交換器的動力消耗小其他工藝要求的特殊能力對換熱器的基本要求滿足工藝要求，熱交換強度高，熱損失小14熱交換器研究的背景科學和傳熱學的密切聯系和互動熱交換器發展為傳熱學提供日益深廣的課題傳熱學為熱交換器發展提供理論基礎和設計方法換熱器的研究不局限于傳熱學研究，從換熱器的原理、設計到測試構成了自己獨特的內容體系，除了傳熱學，還包括流體力學、工程力學、化學、材料力學以及設計方法、設備結構、測試技術、計算和優化技術等方面的內容熱交換器研究的背景科學和傳熱學的密切聯系和互動15換熱器相關深入研究的領域強化傳熱機理和新型換熱器的研制流體熱物性的研究制造材料和防腐技術研究結垢機理和防垢技術研究振動和防振措施的研究測試技術研究熱交換器CAD設計、自動設計、模擬和系統與設備的優化等換熱器相關深入研究的領域強化傳熱機理和新型換熱器的研制16本課程關注的內容常規熱交換器類型、原理，基本設計思路作為一門能源與環境工程專業的專業課，著重以電站鍋爐為主要對象介紹鍋爐設備工作過程中所涉及熱交換器相關內容掌握鍋爐設備工作過程中所涉及的相關知識如燃料特性及其燃燒產物的計算等掌握有關鍋爐熱平衡計算以及整體設計的基本知識掌握鍋爐的熱力計算的基本方法，包括爐膛和對流受熱面等熱交換部件的計算方法在掌握鍋爐的設計與計算方法的基礎上，理解各類熱交換器的設計與計算方法。本課程關注的內容常規熱交換器類型、原理，基本設計思路17熱交換器設計與計算的基本原理熱交換器原理、形式熱交換器設計及計算的重要性各類熱交換器傳熱計算分析熱交換器設計與計算的基本原理熱交換器原理、形式18換熱器分類按照用途分類：預熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器按照制造材料分類：金屬換熱器、陶瓷換熱器、石墨換熱器等按照冷流體和熱流體的流動方向分：順流式、逆流式、錯流式、混合流等按照傳送熱量的方法：間壁式、混合式、蓄熱式（回熱式）、流體耦合間接式等換熱器分類按照用途分類：預熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器19按照流動方向的分類順流逆流交叉流（錯流）總趨勢為逆流的四次錯流總趨勢為順流的四次錯流混流式：先順后逆平行流混流式：先逆后順的串聯混和流按照流動方向的分類順流20按照熱量傳輸方式劃分間壁式換熱器冷流體和熱流體之間有一固體壁面，一種流體恒在壁面的一側流動，而另一種流體在他側流動，兩種流體不直接接觸，熱量通過壁面進行傳遞按照熱量傳輸方式劃分間壁式換熱器21按照熱量傳輸方式劃分混合換熱器（直接接觸式換熱器）這種換熱器內依靠熱流體和冷流體的直接接觸而進行換熱，理論上混合流體均勻地處于同溫同壓下離開換熱器，換熱效率最高，但是冷熱流體的混合使應用受限制。熱水加熱氣體冷卻塔按照熱量傳輸方式劃分混合換熱器（直接接觸式換熱器）熱水加熱氣22按照熱量傳輸方式劃分蓄熱式換熱器（回熱式）換熱器中也有固體壁面，但是兩種流體并非同時，而是輪流地與壁面接觸，當熱流體流過時，把熱量蓄于壁內，其溫度逐漸升高，而當冷流體流過時，壁面放出熱量，其溫度逐漸降低，如此反復進行，以達到熱交換的目的。蓄熱室原理蓄熱換熱器按照熱量傳輸方式劃分蓄熱式換熱器（回熱式）蓄熱室原理蓄熱換熱23按照熱量傳輸方式劃分流體耦合間接式由兩臺間壁式換熱器組成，他們之間通過某種傳熱介質（水或者液態金屬）的循環耦合在一起。冷熱流體換熱面不直接耦合使換熱器形體設計比較方便；有利于緊湊的機械布置熱管換熱按照熱量傳輸方式劃分流體耦合間接式熱管換熱24間壁式換熱器換熱過程物理概念清晰，純粹的傳熱。其生產經驗、分析研究和計算方法比較完整和豐富，其他兩種換熱器的計算往往要部分或大部分引用間壁式換熱器的計算設計方法冷熱流體相互之間不摻混，滿足絕大多數工業過程的要求，是應用最為廣泛的換熱器類型間壁式換熱器換熱過程物理概念清晰，純粹的傳熱。其生產經驗、分25間壁式換熱器類型按照傳熱壁面的形狀間壁式換熱器可分管式熱交換器板式熱交換器夾套式熱交換器其他異形傳熱面組成的特殊類型換熱器板式螺旋板夾套換熱器板式換熱器流向示意圖間壁式換熱器類型按照傳熱壁面的形狀間壁式換熱器可分板式螺旋板26管式熱交換器類型

－沉浸式熱交換器該類型熱交換器的管子常用直管（蛇管）或螺旋彎管（盤管）組成傳熱面，將管子沉浸在液體的容器或池內多用于液體預熱器、蒸發器或氣體冷卻、冷凝管外液體中的傳熱以自然對流方式進行，傳熱系數低，體積大，但是結構簡單、制造、修理、清洗方便。沉浸蛇管換熱管式熱交換器類型

－沉浸式熱交換器該類型熱交換器的管子常用直27管式熱交換器類型

－噴淋式熱交換器該類型熱交換器將冷卻水直接噴淋到管子外表面使管內的熱流體冷卻或冷凝優點是結構簡單、制造、修理、清洗方便，換熱系數通常大于沉浸式，加上管外的蒸發氣化及空氣也能吸收部分熱量，傳熱效果好缺點是冷卻水較少時下部的管子不能被潤濕，而且幾乎不參與熱交換噴淋式管式熱交換器類型

－噴淋式熱交換器該類型熱交換器將冷卻水直接28管式熱交換器類型

－套管式熱交換器該類型熱交換器將不同直徑的兩根管子做成同心套管作為元件，然后把多個元件加以連接而成。可以做到純逆流或者純順流運行優點是結構簡單適用于高溫高壓流體，特別是小流量流體的傳熱，改變套管根數可以方便地增減熱負荷。如果做成內管可抽出式，則非常便于清除污垢缺點是流動阻力大，金屬耗量大，體積大，占地面積也大套管式管式熱交換器類型

－套管式熱交換器該類型熱交換器將不同直徑的29管式熱交換器類型

－管殼式熱交換器（列管式）該類型熱交換器在一個圓筒形殼體內設置許多平行的管子（管束），讓兩種流體分別從管內空間（管程）和管外空間（殼程）流過進行熱量的交換u型換熱補償圈浮頭管式熱交換器類型

－管殼式熱交換器（列管式）該類型熱交換器在30管殼式換熱器管殼式換熱器主要優點是結構簡單，造價較低，選材范圍廣，處理能力大，設計靈活，適應高溫高壓要求高可靠性和廣泛適應性使該型換熱器在各種新型換熱器的挑戰下仍然占優勢地位，在現代電力生產中其優勢地位更為突出文獻數據：管殼式換熱器在日本產量占全部換熱器的70％，產值占了60％管殼式換熱器管殼式換熱器主要優點是結構簡單，造價較低，選材范31◎結構：殼體、管束、管板、折流擋板和封頭。一種流體在管內流動，其行程稱為管程；另一種流體在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。管殼式換熱器內的構成◎優點：單位體積設備所能提供的傳熱面積大，傳熱效果好，結構堅固，可選用的結構材料范圍寬廣，操作彈性大，◎結構：殼體、管束、管板、折流擋板和封頭。一種流體在管內32

管殼式換熱器內的多程

。多程：◆多管程：封頭內設置分程隔板單管程→多管程◆多殼程：相當于單殼程串聯，傳熱面積↑。管殼式換熱器內的多程多程：33雙管程固定管板換熱器流通截面積：傳熱面積：說明：管程數↑，流通截面積↓，管內流速↑，hi↑，強化傳熱。雙管程固定管板換熱器流通截面積：傳熱面積：說明：管程數↑，流34安裝：上下安裝，常用；左右安裝，排液不暢時采用。常用形式：弓形，圓盤形。

折流擋板作用：提高殼程流體湍動程度(Re>100湍流)，ho，強化傳熱。沖刷沉積物，減小污垢熱阻；對殼體起支撐作用。代價：殼體阻力↑，系統動力消耗↑。安裝：上下安裝，常用；35

弓形圓盤形弓形圓盤形36熱交換器計算及設計課件37a）固定管板式換熱器適用：

*殼程流體不易結垢或容易化學清洗；

*殼體與傳熱管壁溫度之差小于50C，否則加膨脹節。局限：管、殼溫度不同，產生熱應力，當Δt＞50℃時，管彎曲、斷裂或管板變形。殼程不易機械清洗；優點：*結構簡單，成本低；固定管板式浮頭式U形管式a）固定管板式換熱器適用：*殼程流體不易結垢或容易化學清38帶膨脹節的固定管板換熱器帶膨脹節的固定管板換熱器39特點：消除了溫差應力、便于清洗和檢修；結構復雜、成本高；適用：應用廣泛。b）浮頭式換熱器

一端可以沿軸向自由浮動特點：消除了溫差應力、便于清洗和檢修；b）浮頭式換熱器40c）U形管式換熱器特點：具有溫度補償作用；管程不易清洗。適用：可用于高溫高壓，適用于管程為潔凈而不易結垢的流體。結構:c）U形管式換熱器特點：具有溫度補償作用；結構:41熱交換器設計計算內容設計一個全新的熱交換器一般包括：熱力計算結構計算流動阻力計算強度計算其他可能涉及的專項問題：振動、污垢等等熱交換器設計計算內容設計一個全新的熱交換器一般包括：42熱力計算主要內容根據給出的具體條件，如熱交換器類型，流體進出口溫度，壓力，流體物理化學性質，相變情況等，求出熱交換器的傳熱系數，進而算出傳熱面積的大小熱力計算主要內容根據給出的具體條件，如熱交換器類型，流體進出43結構計算內容根據傳熱面積的大小計算熱交換器主要部件和構件的尺寸，例如管子的直徑、長度、根數，殼體的直徑、縱向隔板和折流板的尺寸和數目，分程隔板的數目和布置，以及連接管尺寸等。結構計算內容根據傳熱面積的大小計算熱交換器主要部件和構件的尺44流動阻力計算進行流動阻力的計算目的在于為選擇風機和泵提供依據，或者核算其壓降是否在限定的范圍內。當壓降超過允許數值時，則必須改變熱交換器的某些尺寸，或者改變流速等等。流動阻力計算進行流動阻力的計算目的在于為選擇風機和泵提供依據45強度計算內容計算熱交換器各部件尤其是受壓部件（如殼體）的應力大小，檢查其強度是否在允許范圍內，對于高溫高壓下工作的熱交換器，這一點尤為重要。在考慮強度時應該盡量采用我國生產的標準材料和部件，按照國家壓力容器安全技術規定進行計算或校核強度計算內容計算熱交換器各部件尤其是受壓部件（如殼體）的應力46熱交換器熱力計算基本原理設計性熱力計算目的在于決定熱交換器的傳熱面積。當然同樣大小的傳熱面積可以采用不同的結構尺寸，另外結構尺寸也影響熱力計算的過程，實際上這種熱力計算必須與結構計算交叉進行校核性熱力計算針對現成的熱交換器，目的在于確定流體的出口溫度，并了解該換熱器在各種工況下的性能變化，判斷能否完成非設計工況下的換熱任務熱交換器熱力計算基本原理設計性熱力計算47熱交換器熱力計算核心參數熱流體出口溫度熱流體入口溫度冷流體出口溫度冷流體入口溫度傳熱面積＆傳熱量熱力計算的核心在于尋找上面五個物理量之間的關系熱交換器熱力計算核心參數熱流體出口溫度熱流體入口溫度冷流體出48換熱器設計基本關系式

(以間壁式為例)傳熱方程式簡化計算：換熱器設計基本關系式

(以間壁式為例)傳熱方程式49換熱器設計基本關系式熱平衡方程式簡化計算：換熱器設計基本關系式熱平衡方程式50平均溫差對于最簡單的平行流動有(縱坐標溫度，橫坐標表示傳熱面積)沸騰冷凝t1t2冷凝吸熱t1t2’t2”t2t1’t1”沸騰放熱相變的發生與否影響平行流動傳熱溫差平均溫差對于最簡單的平行流動有(縱坐標溫度，橫坐標表示傳熱面51平均溫差對于最簡單的平行流動有(縱坐標溫度，橫坐標表示傳熱面積)t1’t2”放熱吸熱t2’t1”無相變順流情況t1’t1”吸熱放熱t2”t2’無相變逆流情況t1’t1”吸熱過熱t2”t2’一種流體有相變逆流情況過冷冷凝t1’t1”放熱過熱t2”t2’一種流體有相變逆流情況吸熱沸騰t1’t1”吸熱t2”t2’部分可凝流體的冷凝平均溫差對于最簡單的平行流動有(縱坐標溫度，橫坐標表示傳熱面52一般情況下，兩種流體之間的傳熱溫差在熱交換器內是處處不等的，所謂平均溫差指整個換熱器各處溫差的平均值。應用不同的平均方法，有不同的名稱，例如算術平均溫差、對數平均溫差、積分平均溫差等一般情況下，兩種流體之間的傳熱溫差在熱交換器內是處處不等的，53對數平均溫差在傳熱學里針對順流、逆流導出理論推導的假設兩種流體的質量流量和比熱在整個傳熱面上保持定值傳熱系數在整個傳熱面上不變熱交換器沒有熱損失沿管子的軸向導熱可以忽略同一種流體從進口到出口的流動過程中，不能既有相變又有單相對流換熱對數平均溫差在傳熱學里針對順流、逆流導出54在滿足上述條件下傳熱溫差沿傳熱面的變化規律可導出如下上式中Δt’ΔtxΔt”分別為流體在傳熱面的開始F＝0、中間某處F＝x以及終端F＝F處的溫差。常數公式中正號用于順流，負號用于逆流在滿足上述條件下傳熱溫差沿傳熱面的變化規律可導出如下55順流條件下無論W1、W2的值，總有>0，溫差Δt總是不斷降低順流條件下無論W1、W2的值，總有>0，溫差Δt總是不斷降56逆流條件下W1<W2時，總有>0，此時溫差Δt沿熱流體從進口到出口的方向上總是不斷降低W1>W2時，總有<0，此時溫差Δt沿熱流體從進口到出口的方向上總是不斷升高逆流條件下W1<W2時，總有>0，此時溫差Δt沿熱流體從進57根據傳熱學推導，對于下面的溫差變化

可以導出對于順流逆流均可以適用的平均溫差計算公式，就是所謂的對數平均溫差，記為Δtm

對數平均溫差逆流計為Δtlm或者LMTD根據傳熱學推導，對于下面的溫差變化可以導出對于順流逆58對于對數溫差，如果流體的溫度沿傳熱面變化不大Δtmax<2Δtmin時，可以用算術平均溫差0.5(Δtmax+Δtmin)近似計算，誤差在4％以內。對于上面有相變情況1，2兩種情況無順逆流之分，對于第三種需要分段處理t2t1’t1”沸騰放熱冷凝吸熱t1t2’t2”t1’t1”吸熱過熱t2”t2’過冷冷凝對于對數溫差，如果流體的溫度沿傳熱面變化不大Δtmax<2Δ59順逆流是理論上最簡單的流動方式，工程應用上往往由于需要傳遞大量的熱而又受到空間的限制，需要采取多流程、錯流以及更為復雜方式流動的換熱器順逆流是理論上最簡單的流動方式，工程應用上往往由于需要傳遞大60混合流＆非混合流錯流中在垂直與流動的方向上能不能自由運動是判斷是否是混合流的標準錯流式換熱器中，非混合流的溫度在流動方向上和垂直與流動的方向上都是變化的混合流＆非混合流錯流中在垂直與流動的方向上能不能自由運動是判61對于錯流＆混流流動的計算非常復雜，在附加簡化條件后可以導出繁復的數學表達式。工程上不適用。通常將這些流動方式的流體進出口溫度先按照逆流算出對數平均溫差，然后乘上考慮因其流動方式不同與逆流而引入的修正系數Ψ，即Δtm=ΨΔtlm.c平均溫差法對于錯流＆混流流動的計算非常復雜，在附加簡化條件后可以導出繁62Ψ的求取按照逆流算出對數平均溫差如下：P代表冷流體的實際升溫（吸熱量）與最大可能吸熱量之比，稱為溫度效率，恒小于1。R是冷流體和熱流體的熱容量之比對于特定的流動形式，Ψ=f(P,R)函數形式因流動方式而異。Ψ的求取按照逆流算出對數平均溫差如下：P代表冷流體的實際升溫63Ψ函數形式求取實例熱流體在管外一個流程，冷流體在管內先逆后順兩個流程<1-2>型熱交換器附加條件：管外流體橫向充分混合管內兩流程面積相等聯立熱平衡方程和傳熱方程，由于已經假設換熱系數恒定，流體熱容量無變化，可以通過換熱量解得精確的平均溫度ΔtmΨ函數形式求取實例熱流體在管外一個流程，冷流體在管內先逆后順64熱交換器計算及設計課件65<1-2>型Ψ函數線算圖<1-2>型Ψ函數線算圖66其他類型Ψ函數線算圖其他類型Ψ函數線算圖67流體比熱或傳熱系數變化對溫差影響流體比熱不變，則溫度的變化與熱量的吸放量成正比線性關系實際上比熱一般隨著溫度變化而變化，呈非線性關系如果在換熱器工作范圍內，比熱隨溫度顯著變化時，對數平均溫差推出的條件不能滿足，誤差變大此時用積分平均溫差計算流體比熱或傳熱系數變化對溫差影響流體比熱不變，則溫度的變化與68積分平均溫差出發點：雖然流體比熱在整個溫度范圍內變化，但是若把溫度分為若干小區域，每個小段內的比熱變化并不大時，就可以把比熱當作常數處理。在每一個小段中的傳熱溫差可采用對數或者算術平均溫差該思路也可用于發生相變的熱交換過程，一種流體處于冷凝、過冷，或者加熱并沸騰、過熱時，相當于比熱發生劇烈變化的情況，可以分段處理。如果流體是可凝氣體與不凝氣體的混合物，也就是說放出的熱量和溫度的變化不成比例，此時分段計算平均溫差的思路依然可行積分平均溫差出發點：雖然流體比熱在整個溫度范圍內變化，但是若69傳熱系數的影響對數傳熱溫差的推導中應用了傳熱系數不變的條件，實際在整個傳熱過程中它也是變化的但是工程中大多數情況下由于物性變化不大，反映到傳熱系數上變化更小，所以一般工程計算中可以把熱交換器各部分的傳熱系數視為常數。若確實變化較大，分段計算的思路依然可用傳熱系數的影響對數傳熱溫差的推導中應用了傳熱系數不變的條件，70傳熱有效度法的提出利用平均溫差和Ψ對換熱器進行設計計算是比較方便的，兩種流體的進出口溫度已知。溫差可以直接求得。但是對于校核性工作，流體出口溫度未知，此時需要大量的試算迭代，不方便。利用P，R值查線算圖時，有時存在Ψ=f(P,R)函數在某些范圍內dΨ/dP值很大，P稍有偏差，Ψ相差很多。針對這些問題提出了傳熱有效度－傳熱單元數的方法，簡稱NTU法。傳熱有效度法的提出利用平均溫差和Ψ對換熱器進行設計計算是比較71傳熱有效度定義對一個換熱器提出最大可能傳熱量Qmax的概念，Qmax是指一個面積為無窮大且流體流量和進口溫度與實際熱交換器的流量和進口溫度相同的逆流型熱交換器所能達到的傳熱量的極限值在這個虛擬熱交換器中，熱流體可以被冷卻到t2’(冷流體進口溫度)或者冷流體被加熱到t1’(熱流體進口溫度)，由于兩種流體中只有熱容量較小的那種才有可能達到最大溫度變化實際傳熱量和Qmax之比稱為傳熱有效度ε傳熱有效度定義對一個換熱器提出最大可能傳熱量Qmax的概念，72最大可能傳熱量可表達為：

Qmax=Wmin(t1’-t2’)實際傳熱量和Qmax之比稱為傳熱有效度ε如果W1是Wmin，就是如下左圖，ε＝(t1’-t1”)/(t1’-t2’)如果W2是Wmin，就是如下右圖，ε＝(t2”-t2’)/(t1’-t2’)可以統一寫成ε＝δtmax/(t1’-t2’),是無量綱小于1數如果知道傳熱有效系數和兩種流體的入口溫度，可以很容易得到熱交換器的實際換熱量，從而得到其他各參數。逆流情況t1’t1”吸熱放熱t2”t2’t1’t1”吸熱放熱t2”t2’最大可能傳熱量可表達為：逆流情況t1’t1”吸熱放熱t2”t73引入了ε后，校核換熱器的任務就歸結到求ε上對于順流情況可以理論推導得到將KF/Wmin定義為傳熱單元數NTU,它代表熱交換器傳熱能力的大小，同時定義Rc=W1/W2,則順流時引入了ε后，校核換熱器的任務就歸結到求ε上74順流時

ε＝Ф（NTU,Rc）逆流時

ε＝Ф（NTU,Rc）順流時

ε＝Ф（NTU,Rc）逆流時

ε＝Ф（NTU,Rc）75<2-4>型熱交換器

ε＝Ф（NTU,Rc）<2-4>型熱交換器

ε＝Ф（NTU,Rc）76傳熱有效度法小結平均溫差法和傳熱有效度法推出的基礎一樣，都是熱平衡和傳熱方程，無本質區別，只是整理成不同的線算圖而已。同樣的傳熱單元數，逆流的ε總是要大于順流的，且隨著NTU增大而增大；應用傳熱有效度法時注意，在順流中ε隨著NTU增大到一定程度后趨于定值，所以設計時需注意，ε達到一定程度后沒必要增加傳熱單元數。傳熱有效度法小結平均溫差法和傳熱有效度法推出的基礎一樣，都是77熱交換器熱力計算方法比較設計計算和校核計算的基礎都是傳熱方程和熱平衡方程，二個方程，共有7個基礎量：KF、W1、W2和4個溫度，必須知道5個才封閉平均溫差法和有效傳熱度法本質相同、結果相同，但是解決問題步驟不同。對于設計計算兩種方法繁簡程度類似，但是采用平均溫差法時可以通過Ψ的大小判斷和標準逆流之間的差距，有利于流動形式的比較在校核計算時，兩種方法都要試算，但是有時K可以套用經驗數據，此時傳熱單元法更方便些熱交換器熱力計算方法比較設計計算和校核計算的基礎都是傳熱方程78換熱器流動方式選擇給定溫度狀況下，盡量獲得較大的平均溫差，以減少傳熱面積，降低金屬消耗量使流體本身的溫度變化值盡可能大，使流體的熱量得到合理利用，減少損失，也節省風機泵的消耗和投資盡可能使傳熱面的溫度比較均勻，并使之工作在較低溫度下，以便選材爭取獲得較高的傳熱系數，同樣可以減小傳熱面積以上各點往往互相矛盾，需要通盤考慮，綜合權衡換熱器流動方式選擇給定溫度狀況下，盡量獲得較大的平均溫差，以79順流和逆流在進出口溫度相同的情況下，逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，其他流動方式介于兩種情況之間。逆流時冷流體出口溫度可能高于熱流體出口溫度，順流時冷流體出口一定低于熱流體出口，所以逆流時流體的溫度變化值較大，可以使流體消耗量顯著減少。但是一味增加流體溫度變化幅度會降低溫差，如果熱負荷一定，則需要增加換熱面積，增加金屬的耗量逆流從熱工角度看一定比順流有利，但是兩種流體的最高溫區發生在同一端，會使該端的金屬壁溫較高，且逆流溫降大，使傳熱面在長度方向不均勻性增加，熱應力增加，這些會對換熱器的制造帶來不不利影響·t1’t2”放熱吸熱t2’t1”無相變順流情況t1’t1”吸熱放熱t2”t2’無相變逆流情況順流和逆流在進出口溫度相同的情況下，逆流的平均溫差最大，順流80ENDEND81END16、業余生活要有意義，不要越軌。——華盛頓

17、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。——羅素·貝克

18、最大的挑戰和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——馬云

19、自己活著，就是為了使別人過得更美好。——雷鋒

20、要掌握書，莫被書掌握；要為生而讀，莫為讀而生。——布爾沃END16、業余生活要有意義，不要越軌。——華盛頓82熱交換器計算及設計16、自己選擇的路、跪著也要把它走完。17、一般情況下)不想三年以后的事，只想現在的事。現在有成就，以后才能更輝煌。18、敢于向黑暗宣戰的人，心里必須充滿光明。19、學習的關鍵--重復。20、懦弱的人只會裹足不前，莽撞的人只能引為燒身，只有真正勇敢的人才能所向披靡。熱交換器計算及設計熱交換器計算及設計16、自己選擇的路、跪著也要把它走完。17、一般情況下)不想三年以后的事，只想現在的事。現在有成就，以后才能更輝煌。18、敢于向黑暗宣戰的人，心里必須充滿光明。19、學習的關鍵--重復。20、懦弱的人只會裹足不前，莽撞的人只能引為燒身，只有真正勇敢的人才能所向披靡。熱交換器計算及設計

(含鍋爐設計計算)教師：王勤輝/余春江

2012年2月課程信息學分:1.5教材：《電站鍋爐原理》容鑾恩，袁鎮福等，中國電力出版社主要參考書：《管殼式換熱器的分析與計算》潘紀紅，田茂誠編著，科學出版社，1996《鍋爐原理及計算》（第二版）馮俊凱，沈幼庭主編，科學出版社，1992《鍋爐例題習題集》賈鴻祥編，水利電力出版社，1990《換熱器設計、運行及CAD系統》劉燕春編著，冶金工業出版社，1998教師聯系方式：王勤輝Tel：87952802余春江Tel：87952801在新政背景積極實行的今天，新課程改革開展得如火如荼，課堂教學無疑是新課改的主陣地，這個舞臺不僅僅是老師教、學生學的物理空間，而且是一個靈動的、充分展示師生風采的表演舞臺。這個表演舞臺可以豐富多彩，可以復雜多變，可以情趣盎然，但卻必須是有效甚至是高效的。只有有效的課堂，我們的語文教學才能為學生創設求知、體驗、創新、實踐的空間，才真正做到為學牛可持續發展鋪墊，才會真正符合生命成長的規律。一、營造和諧快樂的學習氛圍心理學教授巴甫諾奧曾寫過《快樂學習法》一書，這本書先后被翻譯成幾十種文字，在世界各地暢銷不衰。他在書中賦予快樂學習以更廣義的解釋，他認為：快樂學習是一種享受，學到新知識是一件快樂的事，讀書、上課、完成作業、與同學交往、向老師提問等，都是很有趣的學習。而我們現在的很多學生，由于各種原因，對學習失去了興趣，每天坐在教室里被動地學習，少有快樂可言，在這種心理支配下，我們又怎敢奢望他們能夠高效學習？所以打造高效課堂的首要前提是讓學生愛學習語文，讓學生體驗到學習語文的樂趣。在這方面我做了一些嘗試：1.課前演講激情趣。知識的掌握，能力的內化，說到底需要學生自己的體驗和實踐。教師單向灌輸知識的教學模式，學生處于被動的位置上，心智處于壓抑的狀態中，積極性和主動性無法真正調動起來。只有當學生以主人的姿態出現在語文教學活動中，語文教學才有脫胎換骨的變化。課前三分鐘的演講活動，為學生提供了參與的平臺。為了演講成功，獲得大家的肯定，每個學生都在積極準備。他們精心地去搜集材料、組織材料、反復練習。由于演講內容新穎，學生們愛講、愛聽，學習的積極性主動性也就極大地調動起來了。當然演講的內容應盡量與本節教學相關。2.多樣導入引興趣。導語是一堂課的切人點。設計優美生動的導語，創設一種與教學內容相關的自然和諧的情境，叩開學生的心靈，是很重要的，可使學生或悄然動容，或神思飛越，或躍躍欲試，或期待盼望，從而很快進入“共振”的境界。二、凸顯主體，打造高效課堂之深化瑞士教育家裴斯泰洛齊曾指出：“教學的主要任務，不是積累知識，而是發展思維。”這就要求教師在課堂教學中做好引路者，教會學生思考，凸顯學生主體，這是高效課堂的深化。1.教師要做好引路者。在語文文本學習過程中，教師要引導學生根據自己的生活經歷、情感體驗、審美情趣去感悟文本，要起到引導的作用，導規律、導知識、導注意點、導能力。同時，“授之以魚，不如授之以漁”，教師在課堂教學上要重視學習方法的指導，例如朗讀的方法、文言文翻譯的方法、現代文理解的方法等。2.教師在課堂上要留給學生足夠的時間和空間。只有通過學生的親身實踐和領悟去獲得知識，才是最佳學習途徑，因此，教學過程中，要充分發揮學生的主觀能動性，鼓勵學生合作、探究，使學生能真正處在學語文、用語文的情境中，從而自覺、積極地學習知識和思考問題。三、從師生互動中貫穿有效《語文課程標準》明確指出：“在教學過程中，要處理好傳授知識與培養能力的關系，注意培養學生的獨立性和自主性，引導學生質疑、調查、探究”。由此可見，課堂教學是一個教與學相互影響的過程，教師的“教”與學生的“學”是相互促進的，只有做到師生互動，才能使課堂活潑，才能充分調動學生質疑，調查與探究的積極性，最終達到有效。構建師生互動教學思路是首先營造民主、寬松的課堂教學氛圍，其次重視師生之間的情感交融，最后保持關注特殊學生。在新課程理念下，積極實現師生互動，就一定能發揮有效作用，達成教學目標。四、從方法指導上尋求有效學習的真諦在于“舉一反三”，在教學中滲透科學思維和方法的指導，“披文以得法”，學生才會如深海潛泳，學得深入。有效的學法指導，不應是簡單方法的機械灌輸或歸納，而應是根據不同層次學生的特點引導他們去尋找學習語文的“鑰匙”，讓學生做到“練一題、學一法、會一類、通一片”。常見的有效學法指導有情境分析法、背景分析法、典型分析法、邏輯分析法、想像分析法等，需要指出的是，在語文課堂教學中指導學生的分析方法是千變萬化的，關鍵在于教學機智，同時應找準分析角度，具體情況具體分析，當然每種方法都不是孤立存在的，適合自己的才是最好的。因此，真正的有效方法指導標準是主體的適應性。五、語文有效課堂需要生動的主題活動進行補充初中語文有效課堂應當體現立體性，不僅要前置教學環節，還要后拓教學活動，以各種課外活動的形式鞏固和深化課堂教學成效，實現教學成效的提升。筆者在教學中，經常性組織學生開展各種社會實踐活動，如學校組織的敬老院慰問活動，協助社區進行愛國衛生宣傳活動，參加團市委組織的大型圖片展覽等，讓學生在這樣的實踐活動中增加感知，積累素材，有助于學生寫作能力的提高。另外，筆者還通過組織興趣小組的形式對語文教學進行拓展，如組織文學興趣小組強化寫作技巧指導，組織朗誦興趣小組提高學生的朗讀水平等，努力構建起課內外、校內外相結合的立體教學體系。教學有法，教無定法，貴在得法。在教學實踐中，我們要不斷創新教學方法，積極探索新課程標準下的高效實用的方法，努力讓每一位學生都能得到來自老師與同學的肯定、鼓勵、欣賞和贊美，讓師生共同沐浴在人文關懷的燦爛陽光下，讓師生綻放的笑靨成為課堂上永不衰敗的花朵。學生的個體差異是指學生與學生之間在穩定的特征上的差異。學生個體差異現象從身心各方面來看，其表現也是多方面的，這在個體的性別、年齡、容貌、體能、興趣、愛好、態度、觀念等方面都有不同程度的表現。自主教學，也就是圍繞學生的自主性，展開的教育教學實踐活動。自主性，也就是自覺主動性或主體能動性。當前的教育教學的各項工作都是立足于充分調動學生的自主性，即使是對學生主體地位的尊重，又是對教師主導作用的一種新的詮釋。自主教學是當前教育教學改革的基本趨勢，實現自主性發展是教學活動的目的，是一切教學活動的本質要求，在體育教學中，如何根據學生的個體差異開展自主教學呢，下文通過本課題的研究，談一下可實施的一些方法，希望能對體育教學起到一定的促進作用。一、尊重學生個體差異，激發學習興趣1.關心他們，愛護他們在體育教學過程中，教師應尊重學生的人格，關注個體差異，滿足不同學生的學習需要，創設能引導學生主動參與的體育活動，激發學生的體育興趣，使每個學生都能得到充分的發展。針對學生的“個體差異”，我們要了解不同的學生發展水平情況，對學生的要求不應強求一致，而應分類施教，保護他們的自尊心，關心他們，愛護他們，激發他們的求知欲和學習熱情，以達到全面提高的目的。2.激發學生的體育活動興趣對于體育活動過程中有困難的學生，不能放任不管，更不能歧視他們。教師對他們要熱情關懷，循循善誘，加強個別指導練習，幫助他們克服心里生理上的困難，增強學習的信心，同時體育教學應在師生平等對話的過程中進行，尊重學生的獨立人格，突出學生的主體地位，把握好教師位置與學生平等對話的地位。加強與有差異的學生之間的交流、了解和相互信任，從學生的實際情況出發，使每個學生都能揚長避短，獲得成就感，尊重了學生個體差異，激發學生的體育興趣，實現自身的充分發展。二、采取有效的體育教學方法，實現差異教學1.分類施教，實施差異的教學方法教師要按學生興趣進行分組，讓他們在不同的項目中進行體育練習，同時教師注意培養班級中的骨干學生，發揮班級骨干作用，培養骨干學生搞好體育活動，減輕教師因分組造成的教育不均等，為差異性教學提供強有利的保障。針對男女對體育愛好不同，按男女分，男生的授課內容可以強度稍大一點，而女生授課內容強度則可以稍微小一點。通過這樣的授課形成不但可以有效提高學生的身體素質，還可以喚醒他們自覺、主動選擇練習項目的意識，達到“素質教育”的要求，從而樹立“終身體育”的思想。在體育技術技能教學中要注意學生個性差異，循序漸進，對癥下藥，不能心急，體育教師要適當將教學難度減小，從最基本的知識、技術、技能上分析問題，分析癥結所在及產生的原因，耐心指導和練習，及時地鼓勵幫助引導，使學生盡快掌握技術技能，增強學習的自信心。對學生的要求不應強求一致，而應分類施教。由于學生個體差異性的不同，在體育教學中，教師應注意區別對待，合理地安排教學內容，循序漸進的加強練習密度和強度。這樣可以有效提高學生對體育活?擁男巳ぃ?喚醒他們自覺、主動的投入到體育活動的意識，達到素質教育的要求2.了解學生需求，尊重學生個體差異在同一個班級的學生，年齡相仿，學習的內容相同，有的學生會感到太淺，有的學生會感到太難。在體育教學中根據學生的身體素質和思維能力的不同，將全班學生分成幾個層次，為他們制定分層次的教學目標，體育教學過程中考慮不同層次學生的需要，盡可能兼顧他們，加強同學間的合作，在體育活動中滿足不同學生在身體素質、學習目標、動作能力等不同需求，設計不同的體育教學方法，使體育教學更好地為每個學生的學服務。因此，在體育教學過程中要充分了解學生已有的學習水平和學習興趣，實行差異教學，這樣，使一些素質較差性格孤僻的學生，也有參與的機會。同時，在參與中，學生不知不覺地學到技能，增強學生的自信心，促進學生在體育課堂中敢于表現自我，激發興趣，逐漸提高身體素質三、張揚學生個性、讓學生體驗成功1.尊重學生的個性發展張揚個性，要尊重學生的個體差異，展示學生的才智。鼓勵學生積極參加體育活動。每一個學生都具有明顯的個性差異，個性差異引起學生的智能結構差異。體育教師要根據學生的個體差異設計合理的教學方式，關注每一個學生的發展，在充分尊重個性的基礎上因材施教。在體育教學中可以讓學生根據自己的意愿去選擇體育活動內容，體現分層次、分目標的個性化體育教學，讓學生帶著興趣去活動，帶著原認知去學習，提高學習興趣的同時，掌握體育知識和技能，使每個學生獲得最大限度的發展，提高學生的身體素質和頑強的精神。2.給學生提供展示個性的空間在實際生活中，學生的生活習慣、家庭叫養、智力因素、身體素質、心理素質等因素是交雜在一起、相互作用的。體育教師在教學過程中要充分了解學生已有的學習水平和學習興趣，設立分層次的學習目標和多樣化的活動方式，尊重每一個學生，給學生提供展示個性的空間，使每一個學生都能不斷地獲得成功的情感體驗。體育教師要針對學生的不同情況采取不同措施進行個別輔導和訓練，實施差異的教學方法使不同體質性格的學生都能得到相應的發展和提高。最后，在體育教學中關注學生個體差異，嘗試不同途徑突出學生的主體，尊重學生個體差異，因材施教，更好地達到體育教育的出發點和歸宿。在體育教學中必須面向全體學生，使每個學生在原有基礎上都得到最大可能的發展，從而實現全體學生素質的提高。同時又必須尊重學生的個體差異，給學生發揮個性的機會，促進學生生動、活潑、主動的個性發展，從而到達全面提高。熱交換器計算及設計16、自己選擇的路、跪著也要把它走完。熱交83熱交換器計算及設計課件84熱交換器計算及設計課件85熱交換器計算及設計課件86熱交換器計算及設計課件87凝汽式燃煤電廠生產過程凝汽式燃煤電廠生產過程88凝汽部分換熱過程凝汽部分換熱過程89低壓加熱器低壓加熱器90除氧器換熱過程除氧器換熱過程91高壓加熱器高壓加熱器92省煤器省煤器93過熱器過熱器94空預器空預器95對換熱器的基本要求滿足工藝要求，熱交換強度高，熱損失小工藝結構在工作溫度壓力下不易遭到破壞，制造簡單，維修方便，運行可靠設備緊湊（對于航天、余熱利用、大型設備尤為重要）流動阻力低，熱交換器的動力消耗小其他工藝要求的特殊能力對換熱器的基本要求滿足工藝要求，熱交換強度高，熱損失小96熱交換器研究的背景科學和傳熱學的密切聯系和互動熱交換器發展為傳熱學提供日益深廣的課題傳熱學為熱交換器發展提供理論基礎和設計方法換熱器的研究不局限于傳熱學研究，從換熱器的原理、設計到測試構成了自己獨特的內容體系，除了傳熱學，還包括流體力學、工程力學、化學、材料力學以及設計方法、設備結構、測試技術、計算和優化技術等方面的內容熱交換器研究的背景科學和傳熱學的密切聯系和互動97換熱器相關深入研究的領域強化傳熱機理和新型換熱器的研制流體熱物性的研究制造材料和防腐技術研究結垢機理和防垢技術研究振動和防振措施的研究測試技術研究熱交換器CAD設計、自動設計、模擬和系統與設備的優化等換熱器相關深入研究的領域強化傳熱機理和新型換熱器的研制98本課程關注的內容常規熱交換器類型、原理，基本設計思路作為一門能源與環境工程專業的專業課，著重以電站鍋爐為主要對象介紹鍋爐設備工作過程中所涉及熱交換器相關內容掌握鍋爐設備工作過程中所涉及的相關知識如燃料特性及其燃燒產物的計算等掌握有關鍋爐熱平衡計算以及整體設計的基本知識掌握鍋爐的熱力計算的基本方法，包括爐膛和對流受熱面等熱交換部件的計算方法在掌握鍋爐的設計與計算方法的基礎上，理解各類熱交換器的設計與計算方法。本課程關注的內容常規熱交換器類型、原理，基本設計思路99熱交換器設計與計算的基本原理熱交換器原理、形式熱交換器設計及計算的重要性各類熱交換器傳熱計算分析熱交換器設計與計算的基本原理熱交換器原理、形式100換熱器分類按照用途分類：預熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器按照制造材料分類：金屬換熱器、陶瓷換熱器、石墨換熱器等按照冷流體和熱流體的流動方向分：順流式、逆流式、錯流式、混合流等按照傳送熱量的方法：間壁式、混合式、蓄熱式（回熱式）、流體耦合間接式等換熱器分類按照用途分類：預熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器101按照流動方向的分類順流逆流交叉流（錯流）總趨勢為逆流的四次錯流總趨勢為順流的四次錯流混流式：先順后逆平行流混流式：先逆后順的串聯混和流按照流動方向的分類順流102按照熱量傳輸方式劃分間壁式換熱器冷流體和熱流體之間有一固體壁面，一種流體恒在壁面的一側流動，而另一種流體在他側流動，兩種流體不直接接觸，熱量通過壁面進行傳遞按照熱量傳輸方式劃分間壁式換熱器103按照熱量傳輸方式劃分混合換熱器（直接接觸式換熱器）這種換熱器內依靠熱流體和冷流體的直接接觸而進行換熱，理論上混合流體均勻地處于同溫同壓下離開換熱器，換熱效率最高，但是冷熱流體的混合使應用受限制。熱水加熱氣體冷卻塔按照熱量傳輸方式劃分混合換熱器（直接接觸式換熱器）熱水加熱氣104按照熱量傳輸方式劃分蓄熱式換熱器（回熱式）換熱器中也有固體壁面，但是兩種流體并非同時，而是輪流地與壁面接觸，當熱流體流過時，把熱量蓄于壁內，其溫度逐漸升高，而當冷流體流過時，壁面放出熱量，其溫度逐漸降低，如此反復進行，以達到熱交換的目的。蓄熱室原理蓄熱換熱器按照熱量傳輸方式劃分蓄熱式換熱器（回熱式）蓄熱室原理蓄熱換熱105按照熱量傳輸方式劃分流體耦合間接式由兩臺間壁式換熱器組成，他們之間通過某種傳熱介質（水或者液態金屬）的循環耦合在一起。冷熱流體換熱面不直接耦合使換熱器形體設計比較方便；有利于緊湊的機械布置熱管換熱按照熱量傳輸方式劃分流體耦合間接式熱管換熱106間壁式換熱器換熱過程物理概念清晰，純粹的傳熱。其生產經驗、分析研究和計算方法比較完整和豐富，其他兩種換熱器的計算往往要部分或大部分引用間壁式換熱器的計算設計方法冷熱流體相互之間不摻混，滿足絕大多數工業過程的要求，是應用最為廣泛的換熱器類型間壁式換熱器換熱過程物理概念清晰，純粹的傳熱。其生產經驗、分107間壁式換熱器類型按照傳熱壁面的形狀間壁式換熱器可分管式熱交換器板式熱交換器夾套式熱交換器其他異形傳熱面組成的特殊類型換熱器板式螺旋板夾套換熱器板式換熱器流向示意圖間壁式換熱器類型按照傳熱壁面的形狀間壁式換熱器可分板式螺旋板108管式熱交換器類型

－沉浸式熱交換器該類型熱交換器的管子常用直管（蛇管）或螺旋彎管（盤管）組成傳熱面，將管子沉浸在液體的容器或池內多用于液體預熱器、蒸發器或氣體冷卻、冷凝管外液體中的傳熱以自然對流方式進行，傳熱系數低，體積大，但是結構簡單、制造、修理、清洗方便。沉浸蛇管換熱管式熱交換器類型

－沉浸式熱交換器該類型熱交換器的管子常用直109管式熱交換器類型

－噴淋式熱交換器該類型熱交換器將冷卻水直接噴淋到管子外表面使管內的熱流體冷卻或冷凝優點是結構簡單、制造、修理、清洗方便，換熱系數通常大于沉浸式，加上管外的蒸發氣化及空氣也能吸收部分熱量，傳熱效果好缺點是冷卻水較少時下部的管子不能被潤濕，而且幾乎不參與熱交換噴淋式管式熱交換器類型

－噴淋式熱交換器該類型熱交換器將冷卻水直接110管式熱交換器類型

－套管式熱交換器該類型熱交換器將不同直徑的兩根管子做成同心套管作為元件，然后把多個元件加以連接而成。可以做到純逆流或者純順流運行優點是結構簡單適用于高溫高壓流體，特別是小流量流體的傳熱，改變套管根數可以方便地增減熱負荷。如果做成內管可抽出式，則非常便于清除污垢缺點是流動阻力大，金屬耗量大，體積大，占地面積也大套管式管式熱交換器類型

－套管式熱交換器該類型熱交換器將不同直徑的111管式熱交換器類型

－管殼式熱交換器（列管式）該類型熱交換器在一個圓筒形殼體內設置許多平行的管子（管束），讓兩種流體分別從管內空間（管程）和管外空間（殼程）流過進行熱量的交換u型換熱補償圈浮頭管式熱交換器類型

－管殼式熱交換器（列管式）該類型熱交換器在112管殼式換熱器管殼式換熱器主要優點是結構簡單，造價較低，選材范圍廣，處理能力大，設計靈活，適應高溫高壓要求高可靠性和廣泛適應性使該型換熱器在各種新型換熱器的挑戰下仍然占優勢地位，在現代電力生產中其優勢地位更為突出文獻數據：管殼式換熱器在日本產量占全部換熱器的70％，產值占了60％管殼式換熱器管殼式換熱器主要優點是結構簡單，造價較低，選材范113◎結構：殼體、管束、管板、折流擋板和封頭。一種流體在管內流動，其行程稱為管程；另一種流體在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。管殼式換熱器內的構成◎優點：單位體積設備所能提供的傳熱面積大，傳熱效果好，結構堅固，可選用的結構材料范圍寬廣，操作彈性大，◎結構：殼體、管束、管板、折流擋板和封頭。一種流體在管內114

管殼式換熱器內的多程

。多程：◆多管程：封頭內設置分程隔板單管程→多管程◆多殼程：相當于單殼程串聯，傳熱面積↑。管殼式換熱器內的多程多程：115雙管程固定管板換熱器流通截面積：傳熱面積：說明：管程數↑，流通截面積↓，管內流速↑，hi↑，強化傳熱。雙管程固定管板換熱器流通截面積：傳熱面積：說明：管程數↑，流116安裝：上下安裝，常用；左右安裝，排液不暢時采用。常用形式：弓形，圓盤形。

折流擋板作用：提高殼程流體湍動程度(Re>100湍流)，ho，強化傳熱。沖刷沉積物，減小污垢熱阻；對殼體起支撐作用。代價：殼體阻力↑，系統動力消耗↑。安裝：上下安裝，常用；117

弓形圓盤形弓形圓盤形118熱交換器計算及設計課件119a）固定管板式換熱器適用：

*殼程流體不易結垢或容易化學清洗；

*殼體與傳熱管壁溫度之差小于50C，否則加膨脹節。局限：管、殼溫度不同，產生熱應力，當Δt＞50℃時，管彎曲、斷裂或管板變形。殼程不易機械清洗；優點：*結構簡單，成本低；固定管板式浮頭式U形管式a）固定管板式換熱器適用：*殼程流體不易結垢或容易化學清120帶膨脹節的固定管板換熱器帶膨脹節的固定管板換熱器121特點：消除了溫差應力、便于清洗和檢修；結構復雜、成本高；適用：應用廣泛。b）浮頭式換熱器

一端可以沿軸向自由浮動特點：消除了溫差應力、便于清洗和檢修；b）浮頭式換熱器122c）U形管式換熱器特點：具有溫度補償作用；管程不易清洗。適用：可用于高溫高壓，適用于管程為潔凈而不易結垢的流體。結構:c）U形管式換熱器特點：具有溫度補償作用；結構:123熱交換器設計計算內容設計一個全新的熱交換器一般包括：熱力計算結構計算流動阻力計算強度計算其他可能涉及的專項問題：振動、污垢等等熱交換器設計計算內容設計一個全新的熱交換器一般包括：124熱力計算主要內容根據給出的具體條件，如熱交換器類型，流體進出口溫度，壓力，流體物理化學性質，相變情況等，求出熱交換器的傳熱系數，進而算出傳熱面積的大小熱力計算主要內容根據給出的具體條件，如熱交換器類型，流體進出125結構計算內容根據傳熱面積的大小計算熱交換器主要部件和構件的尺寸，例如管子的直徑、長度、根數，殼體的直徑、縱向隔板和折流板的尺寸和數目，分程隔板的數目和布置，以及連接管尺寸等。結構計算內容根據傳熱面積的大小計算熱交換器主要部件和構件的尺126流動阻力計算進行流動阻力的計算目的在于為選擇風機和泵提供依據，或者核算其壓降是否在限定的范圍內。當壓降超過允許數值時，則必須改變熱交換器的某些尺寸，或者改變流速等等。流動阻力計算進行流動阻力的計算目的在于為選擇風機和泵提供依據127強度計算內容計算熱交換器各部件尤其是受壓部件（如殼體）的應力大小，檢查其強度是否在允許范圍內，對于高溫高壓下工作的熱交換器，這一點尤為重要。在考慮強度時應該盡量采用我國生產的標準材料和部件，按照國家壓力容器安全技術規定進行計算或校核強度計算內容計算熱交換器各部件尤其是受壓部件（如殼體）的應力128熱交換器熱力計算基本原理設計性熱力計算目的在于決定熱交換器的傳熱面積。當然同樣大小的傳熱面積可以采用不同的結構尺寸，另外結構尺寸也影響熱力計算的過程，實際上這種熱力計算必須與結構計算交叉進行校核性熱力計算針對現成的熱交換器，目的在于確定流體的出口溫度，并了解該換熱器在各種工況下的性能變化，判斷能否完成非設計工況下的換熱任務熱交換器熱力計算基本原理設計性熱力計算129熱交換器熱力計算核心參數熱流體出口溫度熱流體入口溫度冷流體出口溫度冷流體入口溫度傳熱面積＆傳熱量熱力計算的核心在于尋找上面五個物理量之間的關系熱交換器熱力計算核心參數熱流體出口溫度熱流體入口溫度冷流體出130換熱器設計基本關系式

(以間壁式為例)傳熱方程式簡化計算：換熱器設計基本關系式

(以間壁式為例)傳熱方程式131換熱器設計基本關系式熱平衡方程式簡化計算：換熱器設計基本關系式熱平衡方程式132平均溫差對于最簡單的平行流動有(縱坐標溫度，橫坐標表示傳熱面積)沸騰冷凝t1t2冷凝吸熱t1t2’t2”t2t1’t1”沸騰放熱相變的發生與否影響平行流動傳熱溫差平均溫差對于最簡單的平行流動有(縱坐標溫度，橫坐標表示傳熱面133平均溫差對于最簡單的平行流動有(縱坐標溫度，橫坐標表示傳熱面積)t1’t2”放熱吸熱t2’t1”無相變順流情況t1’t1”吸熱放熱t2”t2’無相變逆流情況t1’t1”吸熱過熱t2”t2’一種流體有相變逆流情況過冷冷凝t1’t1”放熱過熱t2”t2’一種流體有相變逆流情況吸熱沸騰t1’t1”吸熱t2”t2’部分可凝流體的冷凝平均溫差對于最簡單的平行流動有(縱坐標溫度，橫坐標表示傳熱面134一般情況下，兩種流體之間的傳熱溫差在熱交換器內是處處不等的，所謂平均溫差指整個換熱器各處溫差的平均值。應用不同的平均方法，有不同的名稱，例如算術平均溫差、對數平均溫差、積分平均溫差等一般情況下，兩種流體之間的傳熱溫差在熱交換器內是處處不等的，135對數平均溫差在傳熱學里針對順流、逆流導出理論推導的假設兩種流體的質量流量和比熱在整個傳熱面上保持定值傳熱系數在整個傳熱面上不變熱交換器沒有熱損失沿管子的軸向導熱可以忽略同一種流體從進口到出口的流動過程中，不能既有相變又有單相對流換熱對數平均溫差在傳熱學里針對順流、逆流導出136在滿足上述條件下傳熱溫差沿傳熱面的變化規律可導出如下上式中Δt’ΔtxΔt”分別為流體在傳熱面的開始F＝0、中間某處F＝x以及終端F＝F處的溫差。常數公式中正號用于順流，負號用于逆流在滿足上述條件下傳熱溫差沿傳熱面的變化規律可導出如下137順流條件下無論W1、W2的值，總有>0，溫差Δt總是不斷降低順流條件下無論W1、W2的值，總有>0，溫差Δt總是不斷降138逆流條件下W1<W2時，總有>0，此時溫差Δt沿熱流體從進口到出口的方向上總是不斷降低W1>W2時，總有<0，此時溫差Δt沿熱流體從進口到出口的方向上總是不斷升高逆流條件下W1<W2時，總有>0，此時溫差Δt沿熱流體從進139根據傳熱學推導，對于下面的溫差變化

可以導出對于順流逆流均可以適用的平均溫差計算公式，就是所謂的對數平均溫差，記為Δtm

對數平均溫差逆流計為Δtlm或者LMTD根據傳熱學推導，對于下面的溫差變化可以導出對于順流逆140對于對數溫差，如果流體的溫度沿傳熱面變化不大Δtmax<2Δtmin時，可以用算術平均溫差0