传热平均温差

换热器间壁两侧流体传热的平均温差（又称为平均推动力），符号：Δtm。在换热器中，间壁两侧的流体均存在相变时，两流体温度分别保持不变，这种传热称为恒温差传热。在恒温差传热中，由于两流体的温差处处相等，传热过程的平均温差即是发生相变两流体的饱和温度之差。若间壁传热过程中有一侧流体没有相变，则流体的温度沿流动方向是变化的，传热温差也随流体流动的位置发生变化，这种情况下的传热称为变温差传热。在变温差传热时，传热过程平均温差的计算方法与流体的流动排布型式有关。

分类

按换热器内流体的流动方向，传热过程可分为：

• 逆流传热；

• 指换热的两种流体沿传热面平行且反向流动的传热过程；

• 并流传热；

• 指换热的两种流体沿传热面平行且同向流动的传热过程；

• 错流传热指换热的两种流体的流向垂直交叉的传热过程，工程计算时，若曲折次数超过4次，就可作为纯逆流或逆并流处理；

• 折流传热指换热的一种或两种流体反复改变流动方向的传热过程；

• 复杂流传热几种上述流动形式组合的传热过程。

传热平均温差

计算

传热平均温度差Δtm的计算：

• 传热过程的数学描述——热量衡算微分式

传热平均温差

以并流情况为例，并作如下假设：（1）冷热流体的质量流量G1，G2以及比热容Cp1，Cp2是常数；（2）传热系数是常数；（3）换热器无散热损失；（4）换热面沿流动方向的导热量可以忽略不计。

传热平均温差

在前面假设的基础上，并已知冷热流体的进出口温度，现在来看图中微元换热面dA一段的传热。温差为：

传热平均温差

在固体微元面dA内，两种流体的换热量为：

传热平均温差

对于热流体和冷流体：

传热平均温差

传热平均温差

可见，温差随换热面呈指数变化，则沿整个换热面对平均温差为：

传热平均温差

传热平均温差

传热平均温差

传热平均温差

传热平均温差

传热平均温差

传热平均温差

其他过程和公式与并流是完全一样的，因此，最终仍然可以得到：

传热平均温差

平均温差是换热器两端温差的对数平均值，称对数平均温差。并流逆流平均温差计算式相同，两端温差的计算方法不同。

并流：

传热平均温差

逆流：

传热平均温差

或者将对数平均温差写成如下统一形式（顺流和逆流都适用）：

传热平均温差

平均温差的另一种更为简单的形式是算术平均温差，即

传热平均温差

算术平均温差相当于温度呈直线变化的情况，因此，总是大于相同进出口温度下的对数平均温差，当Δtmax/Δtmin≤2时，两者的差别小于4%；当Δtmax/Δtmin≤1.7时，两者的差别小于2.3%。

• 其他复杂布置时换热器平均温差的计算。

• 对纯逆流（逆流的平均温差最大）的对数平均温差进行修正以获得其他情况下的平均温差。

传热平均温差

是给定的冷热流体的进出口温度布置成逆流时的LMTD，ψ是小于1的修正系数。