传热内容提要【DOC精选】.docVIP

传热内容提要 以冷热流体在间壁式换热器两侧对流----导热-----对流传热为重点，解决热负荷与传热速率匹配问题。 热负荷 Q（kJ/s） 按工艺要求对物料进行加热或冷却时，单位时间内必须提供或移走的热量。由热量衡算求得。 传热速率 Q（kJ/s） 由换热器的性能、流体的物性、操作情况等因素综合决定。 满足工艺要求的换热器的传热速率必须等于热负荷，即传热计算必须同时满足热量衡算式和传热速率式。 热量衡算（QL=0） Q=WCCPC（t2-t1）=WhCPh（T1-T2） 两侧物相变 =Whr 热流体恒温相变 =Whr+WhCPh（TS-T2） 热流体冷凝冷却 =WhCPh（T1-TS）+Whr 热流体冷却冷凝 WCP——热容流率 R——热容流率之比 二、传热速率方程式 Q=KSΔtm 总传热系数K K值是表征换热器性能的一个重要参数。它取决于流体的物性、换热器的性能及操作条件诸多因素。 由实验测定 查经验值 列管换热器中K的值大致范围（w/m2℃） 气体——水 17——280 水——水 850——1700 水蒸汽冷凝——水 1420——4250 水蒸汽冷凝——水沸腾 2000——4250 公式计算 导热 一维定态付立叶定律 导热系数λ大致范围 物质种类 导热系数（w/m℃） 纯金属 100——1400 金属合金 50——500 液态金属 30——300 非金属固体 0.05——50 液体 0.5——5 绝热材料 0.05——1 气体 0.005——0.5 固体：λ=λ0（1+at） 对大多数金属材料a0；而对大多数非金属材料a0 液体：除水和甘油外，温度升高，λL下降，纯液体的λ值较纯液 体的大。 气体：温度升高，导热系数增大。 单层平壁： 多层平壁： 单层圆筒壁： 多层圆筒壁： 球壁： 导热系数的简易测定： 在同套管环隙或球的内、外壳之间装入待测材料，管（球）中心处电加热，分别测出内、外壁的温度，利用导热速率式计算导热系数。 有内热源的一维定态热传导： 若球壳内有一内热源q0（单位体积散热量J/m3s），取微元球壳列热量衡算，结合付立叶定律： 忽略二阶无穷小，整理得： 代入付立叶定律求速率。 接触热阻： 由于实际物体表面粗糙，即使是具有比较光滑表面的金属，在接触面上也只能做到有限点的接触，层与层之间空气隙的存在形成了附加热阻。 保温材料的合理使用： 绝热性能好的放在内层，热损失较少。 保温层的临界半径： 保温层的传热是导热、对流、辐射联合作用的结果。当保温层的外半径加大时，导热热阻加大，而对流辐射复合热阻减小，总热阻在r0=rc时，存在一个极小值，即传热速率存在一个极大值，rc=λ/αT ，当保温材料的性能不好（导热系数较大）时，若包扎保温层厚的半径r0小于临界半径rc时，热阻反而会增大。 3.、对流 当其它热阻可以忽略时， 若α0αI ，K=αI ，K值比小α还小。只有提高αI 的值，即减小起控制作用的流体传热阻力，方能提高K值，减小总传热阻力。 热阻大的流体分担的温差大，热阻小的流体分担的温差也小。壁温总是接近对流传热系数大的，即热阻小的流体侧的温度。 4．热边界层 和流动边界层相似,将近壁处流体温度有显著变化(存在温度梯度)的区域称作热边界层或温度边界层，工程上由（tw-t）/（tw-t∝）=0。99来划分热边界层的厚度。热边界层内的温度分布受流动边界层的影响，流体与壁面间的温度差主要集中在