傳熱平均溫差

換熱器間壁兩側流體傳熱的平均溫差（又稱為平均推動力），符號：Δtm。

在換熱器中，間壁兩側的流體均存在相變時，兩流體溫度分別保持不變，這種傳熱稱為恆溫差傳熱。在恆溫差傳熱中，由於兩流體的溫差處處相等，傳熱過程的平均溫差即是發生相變兩流體的飽和溫度之差。

若間壁傳熱過程中有一側流體沒有相變，則流體的溫度沿流動方向是變化的，傳熱溫差也隨流體流動的位置發生變化，這種情況下的傳熱稱為變溫差傳熱。在變溫差傳熱時，傳熱過程平均溫差的計算方法與流體的流動排布型式有關。

基本介紹

• 中文名：傳熱平均溫差
• 外文名：Heat transfer average temperature difference
• 符號：Δtm

分類

按換熱器內流體的流動方向，傳熱過程可分為：

• 逆流傳熱
  指換熱的兩種流體沿傳熱面平行且反向流動的傳熱過程；
• 並流傳熱
  指換熱的兩種流體沿傳熱面平行且同向流動的傳熱過程；
• 錯流傳熱指換熱的兩種流體的流向垂直交叉的傳熱過程，工程計算時，若曲折次數超過4次，就可作為純逆流或逆並流處理；
• 折流傳熱指換熱的一種或兩種流體反覆改變流動方向的傳熱過程；
• 複雜流傳熱幾種上述流動形式組合的傳熱過程。

計算

傳熱平均溫度差Δtm的計算：

• 傳熱過程的數學描述——熱量衡算微分式

以並流情況為例，並作如下假設：（1）冷熱流體的質量流量G1，G2以及比熱容Cp1，Cp2是常數；（2）傳熱係數是常數；（3）換熱器無散熱損失；（4）換熱面沿流動方向的導熱量可以忽略不計。

在前面假設的基礎上，並已知冷熱流體的進出口溫度，現在來看圖中微元換熱面dA一段的傳熱。溫差為：

在固體微元面dA內，兩種流體的換熱量為：

對於熱流體和冷流體：

可見，溫差隨換熱面呈指數變化，則沿整個換熱面對平均溫差為：

其他過程和公式與並流是完全一樣的，因此，最終仍然可以得到：

平均溫差是換熱器兩端溫差的對數平均值，稱對數平均溫差。並流逆流平均溫差計算式相同，兩端溫差的計算方法不同。

並流：

逆流：

或者將對數平均溫差寫成如下統一形式（順流和逆流都適用）：

• 平均溫差的另一種更為簡單的形式是算術平均溫差，即

算術平均溫差相當於溫度呈直線變化的情況，因此，總是大於相同進出口溫度下的對數平均溫差，當Δtmax/Δtmin≤2時，兩者的差別小於4%；當Δtmax/Δtmin≤1.7時，兩者的差別小於2.3%。

• 其他複雜布置時換熱器平均溫差的計算
  對純逆流（逆流的平均溫差最大）的對數平均溫差進行修正以獲得其他情況下的平均溫差。

是給定的冷熱流體的進出口溫度布置成逆流時的LMTD，ψ是小於1的修正係數。