對數平均溫差中試差法計算

劉義章

對數平均溫差中試差法計算

劉義章

傳熱操作型計算中，常遇到對數平均溫差的試差計算以確定流體的某一個溫度。教材中沒有講解如何計算，學生普遍反映不知從哪兒開始進行試差。該研究從試差法的計算步驟和試差范圍的確定方法來講解計算技巧，以便學生掌握和供同行參考。

傳熱;試差法;對數平均溫差

在工程計算中，經常會遇見一個方程解一個未知數無法通過常規方法求解的情況，這是學生在中學學習中沒有經歷過的。在化工原理課程的學習中，需要用試差計算解決一些工程計算問題，如管子規格的選擇、對數平均溫差的溫度計算等?，F就對數平均溫差中試差法計算分析，了解試差法計算技巧，幫助學生提高工程計算能力。

傳熱操作型計算用于判斷一個現有的換熱器能否完成指定的生產任務，或預測某些參數的變化對換熱能力的影響。這種計算的一個共同特點是要用到試差計算?，F就教材中的例題分析如下:(陸美娟主編的《化工原理》，高職高專教材上冊163頁)

某廠用初始溫度為25℃的冷卻水將流量為1.4Kg/s的氣體從50℃逆流冷卻到35℃，換熱器面積為20m2總傳熱系數為230W/(m2·℃)。已知氣體平均比熱容為1.0KJ/(Kg.℃)。試求冷卻水的用量及出口溫度。

教材中的解法是:

此題的關鍵計算在于由△tm試差計算出t2。教材中忽略了試差過程，其他教材也沒有具體講解。學生反映出的問題是從什么溫度開始試差，有什么樣的解題技巧，可以又快又準計算。書中雖然提到一點，但并不能滿足實際計算的要求。究竟如何試差，可從以下幾個方面入手。

一 判斷能否用算術平均值法試差

當△t2最大值等于△t1，此時△tm=△t2－△t1，當△t2最小值等于△t1，此時△tm=△t1;即若△t1＞△tm＞△t1時，就可用算術平均值法試差。此時由△tm=確定△t2值，再算出t2進行試差;若不能滿足△t1＞△tm＞△t1，就不能用算術平均值法試差，得改用下一步方法判斷。在此題中因為×10℃ =7.5℃ ＞4.56℃，所以不能用算術平均值法試差。

二 由△t2、△t1和△tm的關系判斷試差的溫度范圍

教材中習慣把溫度差較大的用△t1表示，溫度差小的用△t2表示，由對數平均溫差的概念可知△t1＞△tm＞△t2，在此題中，T2－t1=35 －25=10℃ ＞ △tm=4.565℃，所以，T2－t1=△t1=10℃，因此△t2=T1－t2＜△tm，而且有 t2＞T1－△tm=50 －4.565=45.435℃，又因為 t2總小于T1，即t2＜50℃，這樣，試差溫度范圍被縮小到(45.435，50)之間。用中間截斷法試差，如:設t2=48℃代入

三 根據第一次試差結果的大小關系判斷試差值t2的大小關系

由第2步和第3步方法試差可不必考慮算術平均值法試差，此方法具有普遍性。教材中的敘述很容易誤導學生解題，存在不足之處。對于能利用算術平均值法試差的類型舉例如下:

已知T1=80℃ T2=60℃ t1=20℃ t2=40℃若由原來的并流換熱改為逆流換熱，其它工藝條件不變，求t＇2

解:并流時

由于 36.3 與 36.4 很接近，可結束解題，即 t＇2=47.2℃

若數值要求精確可再設t＇2=47℃代入

解題結束。

綜上所述:如果△tm可以用算術平均值法計算，就無須試差，即使試差也比較快;但實際應用常常不能用算術平均值法計算。有了以上的論述，在解題中就能得心應手，掌握解題技巧，提高解題速度。

LMTD in the Trial and Error Method

Liu Yizhang

Operational heat transfer calculations are often encountered in the logarithmic mean temperature difference(LMTD)of trial and error calculations to determine the fluid in a certain temperature.Textbooks do not explain how to calculate，the students generally do not know how to reflect the trial and error.This article explains the calculation techniques for students from the calculation steps and the scope of trial and error method.

heat transfer;trial and error method;LMTD

TK124

A

1672－6758(2012)05－0137－2

劉義章，碩士，講師，滁州職業技術學院基礎部，安徽·滁州。研究方向:多相催化、教學。郵政編碼:239001

安徽省省級示范實驗實訓中心建設項目(項目號:20101427);滁州職業技術學院《化工原理》院級精品課程項目(項目號:YJ2010009);應用化工技術特色專業(中央財政支持高等職業學校提升專業服務能力項目)(項目號:2011123)

Class No.:TK124Document Mark:A

(責任編輯:鄭英玲)