传热单元高度英文解释翻译、传热单元高度的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 height of a (heat) transfer unit(HTU)
分词翻译:
传热单元的英语翻译:
【化】 heat transfer unit (HTU)
高度的英语翻译:
altitude; height; high; highly; highness; stature; tallness
【计】 H
【化】 height
【医】 height; super-
专业解析
传热单元高度(Height of a Transfer Unit, HTU)是化工传热和换热器设计中的一个重要参数,用于表征传热过程的效率或难度。它表示在特定操作条件下,为使传热推动力(温度差)变化一个传热单元数(NTU)所需要的换热器有效高度(或长度)。
1.定义与物理意义
- 中文定义: 传热单元高度 (Chuánrè Dānyuán Gāodù) 指在换热器中,为使传热单元数(NTU)变化1个单位所需的传热有效高度或长度。它反映了在该操作条件下,完成一个“传热单元”的传热任务所需要的设备尺寸。
- 英文定义: Height of a Transfer Unit (HTU) is the length (or height) of heat transfer equipment required to achieve a change in temperature difference equal to the average driving force (log mean temperature difference, LMTD) that would produce one transfer unit (NTU = 1). It is a measure of the difficulty of heat transfer; a larger HTU means a larger exchanger is needed for the same duty.
- 物理意义: HTU 将传热速率与设备尺寸联系起来。HTU 越小,表明在单位设备高度(或长度)内能传递更多的热量,即传热效率越高。反之,HTU 越大,完成相同传热任务所需的设备尺寸就越大。它综合反映了流体性质、流动状况、传热系数和传热面积密度对传热过程的影响。
2.核心公式
传热单元高度 (HTU) 与传热单元数 (NTU) 和换热器有效高度 (Z) 之间的关系为:
$$
NTU = frac{Z}{HTU}
$$
其中:
- NTU (Number of Transfer Units):传热单元数,无量纲,表示换热器传热能力的大小。
- Z:换热器的有效传热高度(或长度)。
- HTU:传热单元高度(与Z具有相同的量纲,通常为米 m)。
因此,HTU 也可以理解为:
$$
HTU = frac{Z}{NTU}
$$
即完成一个 NTU 的传热任务所需的设备尺寸。
3.工程应用
HTU 是设计和分析换热器(尤其是填料塔式换热器、板式换热器等)的关键参数:
- 设备尺寸设计: 已知所需的 NTU 和计算得到的 HTU,即可求出所需的换热器有效高度 Z = NTU × HTU。
- 性能评估: 比较不同设计或操作条件下的 HTU 值,可以评估哪种方案传热效率更高(HTU 更小)。
- 关联传热系数: HTU 与总传热系数 (U)、比表面积 (a,单位体积的传热面积) 和流体的质量流速 (G) 或热容量流率 (Cmin) 相关。对于特定的换热器类型(如填料塔),有经验关联式将 HTU 表示为流体物性、流速等的函数。
例如,对于某些情况:
$$
HTU = frac{G C_p}{U a}
$$
其中 G 是质量流速,Cp 是定压比热容,U 是总传热系数,a 是比表面积。
4.与传质类比
HTU 的概念源于传质过程中的 HTU (Height of a Transfer Unit for mass transfer)。在传热中,温度差类比于传质中的浓度差,热容流率类比于摩尔流率,传热系数类比于传质系数。因此,传热 HTU 的计算和应用方法与传质 HTU 非常相似。
5.同义词与相关术语
- 英文同义缩写: HTU (Heat Transfer Unit height)
- 紧密相关术语:
- 传热单元数 (Number of Transfer Units, NTU)
- 总传热系数 (Overall Heat Transfer Coefficient, U)
- 对数平均温差 (Log Mean Temperature Difference, LMTD)
- 有效高度 (Effective Height, Z)
权威参考来源:
- 经典教材: 《传热学》(Heat Transfer) - J.P. Holman, McGraw-Hill Education。 该书在传热基本原理和换热器设计章节详细介绍了 NTU 和 HTU 的概念、计算和应用。
- 工程手册: 《Perry's Chemical Engineers' Handbook》 - McGraw-Hill。 这本权威手册在传热和换热器设计相关章节提供了 HTU 的定义、计算公式、关联式以及在设计中的应用实例。
- 专业组织标准: ASME (美国机械工程师协会) 发布的换热器设计标准(如 ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII)和相关技术报告。 虽然标准本身可能不直接定义 HTU,但基于 NTU-HTU 方法的设计是行业通行做法,相关出版物和技术文献广泛使用此概念。
网络扩展解释
传热单元高度(Height of a Transfer Unit, HTU)是换热器设计中的关键参数,用于描述传热效率与设备尺寸的关系。以下是详细解释:
-
基本定义
传热单元高度指在换热器中,流体流经一段设备高度后,其温度变化达到一个传热单元数(NTU=1)所对应的物理高度。简单来说,HTU表示完成一个传热单元所需的设备高度。
-
物理意义
- HTU越小,表明单位高度内传热效率越高,所需设备总高度越低。
- 它与传热系数(K)、流体热容流量(如质量流量×比热容)相关,公式可表示为:
$$
HTU = frac{text{热容流量}}{K times text{传热面积}}
$$
-
应用场景
常见于填料塔、换热器等设备的设计,用于平衡传热效率与设备尺寸成本。例如,在气液传热过程中,HTU可帮助确定填料层高度。
-
与传热单元数的关系
总传热单元数(NTU)乘以HTU即为设备总高度:
$$
text{总高度} = NTU times HTU
$$
补充说明:传热单元高度与传质单元高度(HTU在传质中的类比概念)原理相似,均用于量化传递过程的效率。实际设计中需结合流体性质、操作条件等综合计算。
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