传热学总结石工课件.ppt

物理意义不同 Bi数反映导热体单位面积内部导热热阻与外部表面对流热阻的相对大小 Nu反映对流换热的强弱，表示壁面处流体无量纲过余温度变化率的大小 λ不同：Bi数中λ是固体的，Nu中λ是流体的 Bi已定特征数，Nu待定特征数 形成的主要原因:静止流体与壁面间温度差是流体产生对流和换热的根本原因。 黑体吸收能力最强，α=1 黑体的辐射能力也最强，ε=1 黑体表面是漫发射表面 (一)通过平壁的传热 (二)通过圆筒壁的传热 二、换热器的分类及平均传热温差 平均传热温差： 顺流时： 逆流式： 或 在相同的进出口温度条件下， 逆流也有缺点，即热流体和冷流体的最高温度 集中在换热器的同一端 换热器热计算的基本公式为 1.有一直径为5cm初始温度为400℃的钢球，将其突然放到温度为30℃的空气中。设钢球表面与周围环境间的总换热系数为24 W/(m2?K)，试计算钢球冷却到180℃所需的时间。已知钢球的c=480 J/(kg?K)，ρ =7753 kg/m3，λ=33 W/(m?K)。 二、计算题 d=5cm=0.05m R=d/2=0.025 m t0=400℃ t?=30 ℃ 对球体 V/A=R/3 M=1/3 则 可用集总参数法计算 代入数据 3.吸收率（α）、反射率（ρ）、透过率（τ） 对于大多数的固体和液体： 对于不含颗粒的气体： 为研究辐射特性可提出以下理想辐射模型： 黑 体：α=1 ρ=0 τ=0； 白 体：α=0 ρ=1 τ=0； 透明体：α=0 ρ=0 τ=1 4.投射辐射和有效辐射 投射辐射的定义：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能，记为G，W/m2 。 有效辐射的定义：单位时间内离开单位面积上的总辐射能，记为J，W/m2 。 二者的关系 5.黑体的定义：是指能吸收投入到其面上的所有热辐射能的物体 黑体性质 6.几个定律 普朗克Planck定律 式中，λ— 波长，m ； T — 黑体温度，K ； c1 — 第一辐射常数，3.742×10-16 W?m2； c2 — 第二辐射常数，1.4388×10-2 W?K； 图中的几条总结。 维恩位移定律 Stefan-Boltzmann（四次方）定律 式中，σ= 5.67×10-8 W/(m2?K4)，是斯蒂芬-波尔兹曼常数。 估算表面的温度。 7.黑度、辐射率及灰体 发射率(也称为黑度)?：相同温度下，实际物体的辐射力与黑体辐射力之比: 实际物体的辐射率 灰体：光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体。 影响发射率的因素 8.角系数 角系数：把表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为X1,2。 角系数的性质： 角系数的相对性 角系数的完整性 注：若表面1为非凹表面时，X1,1=0；若表面1为凹表面， 角系数的影响因素 角系数的有界性 三个非凹表面组成的封闭系统 三个非凹表面组成的封闭系统 9.基尔霍夫定律 适用条件、几个推论等 10.遮热屏（板）的作用 11.二个热阻（空间和表面） 二、计算公式 （一） 两黑体表面间的辐射换热 相当于电阻, 称为空间辐射热阻 （二）两灰表面组成的封闭系统的辐射换热 两封闭表面间的辐射换热网络图 几种特殊情形 (1) 表面1为凸面或平面(同心圆锥体)，此时，X1,2＝1，于是 (2) 表面积A1与表面积A2相当且X1,2＝1(平行大平壁)，即A1/A2 ? 1 于是 A1 A2 (3) 表面积A1比表面积A2小得多(非凹小物体)，且X1,2＝1，即A1/A2 ? 0 于是 A1 A2 T1 T2 (4)黑体 （三）三个物体组成封闭系统的辐射换热 尤其是一个表面为绝热面（重辐射面） 传热过程及换热器小结 一、传热过程的分析和计算 传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程称传热过程。 传热过程分析求解的基本关系为传热方程式 式中 K为传热系数（在容易与对流换热表面传热系数想混淆时，称总传热系数）。 热阻图 hi ho 平壁和圆筒壁的传热系数 (三）临界热绝缘半径 当roroc，Φ↓; 当r2roroc，Φ↑ 电线：加绝缘层，不仅能绝缘，且能提高散热量，这是我们希望的，因电流流过电线后发热，若热量不及时排出，电阻变大，阻碍电流。 一般的动力管道：外径均大于临界绝缘半径，起到降低散热的效果。 (一)换热器的分类 换热器：用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。 按照工作原理分类 分为间壁式、混合式及蓄热式（或称回热式）三大类。 间壁式换热器的分类 按结构来分