圆筒与对流传热课堂分解.ppt

  1. 1、本文档共62页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
4.3.5 圆筒壁的稳态热传导 化工生产中常见的为圆筒壁(圆管)的热传导,其特点是温度随半径变化,传热面积也随半径变化,均非常量。 4.3.5.1 单层圆筒壁的稳态热传导 〖说明〗 当圆筒壁两侧温度不变时,传热速率Q为常量,但由于S与r有关,故热通量Q/S不再是常量,而Q/L保持常量; 在任一半径r处,温度表示为: 表明温度沿r方向为对数曲线分布; 导热速率 推动力△t,导热热阻R。 误差不超过4%,工程上允许。 〖说明〗 多层圆筒壁热传导的总推动力为各层温度差之和,总热阻为各层热阻之和。 总的导热速率与总推动力成正比,而和总阻力成反比。对各层,同样有温差与热阻成正比。 不论圆筒壁由多少层组成,通过各层导热速率Q和Q/L为常量,但q不为常量; 其中每一层的温度分布为曲线,但各层分布曲线不同;  4.4 对流传热 4.4.1 对流传热机理 对流传热,指流体与固体壁面直接接触时的传热,是流体的对流与导热两者共同作用的结果。其传热速率与流动状况有密切关系。 考察湍流流体: 流体流过固体壁面时,由于流体的粘性作用,使靠近固体壁面附近存在一薄滞流底层。在此薄层内,沿壁面的法线方向没有热对流,该方向上热的传递仅为热传导。由于流体的导热系数较低,使滞流底层中的导热热阻很大,因此该层中温度差较大,即温度梯度较大。 在湍流主体中,由于流体质点的剧烈混合并充满漩涡,因此湍流主体中温度差及温度梯度极小,各处的温度基本相同。 在湍流主体与滞流底层的过渡层中,热传导和热对流均起作用,在该层内温度发生了缓慢的变化。 图示即为温度在湍流流体中的分布情况。 4.4.2.3 对流传热系数 据前分析,对流传热是一复杂的过程,包括流体中的热传导、热对流及壁面的热传导过程,因而影响对流传热速率的因素很多。由于过程复杂,进行纯理论计算是相当困难的,故目前工程上采用半经验方法处理,将许多复杂影响因素归纳到比例系数а内。 〖说明〗 1. а取平均值 在换热器中,局部对流传热系数а随管长而变化,但在工程计算中,常使用平均对流传热系数,一般也用h表示,此时牛顿冷却定律可表示为: Q= а SΔt 式中: Q — 对流传热速率,W; S — 总传热面积;m2; △t —流体与壁面(或反之)间温度差平均值,℃; а — 平均对流传热系数,W/(m2· ℃) 。 2.牛顿冷却定律的具体表达方式与实际换热情况有关 换热器的传热面积有不同的表示方法,流体的流动位置不同,牛顿冷却定律有不同的写法。如: 热流体、管程:dQ= а i(Tb-Ts)dSi 热流体、壳程:dQ= а o(Tb-Ts)dSo 冷流体、管程:dQ= а i(ts-tb)dSi 冷流体、壳程:dQ= а o(ts-tb)dSo 4.4.2.3.2 对流传热系数 定义式一:据牛顿冷却定律得 4.4.4 对流传热系数关联式 对流传热过程的量纲分析 一、对流传热的分类 强制对流 无相变 自然对流 对流传热 冷凝 有相变 沸腾 ? 4.4.4 对流传热过程的量纲分析 4.4.4.1 对流传热系数的影响因素 对流传热是流体在外界条件作用下,在一定几何形状、尺寸的设备中流动时与固体壁面之间的传热过程,因此影响的主要因素是: 1.流体的种类和相变化情况 а气体 а液体 а有相变 а无相变 2.流体的物性 对а影响较大的流体物性有导热系数、粘度μ、比热Cp、密度ρ及对自然对流影响较大的体积膨胀系数β。具体地: l ↑、μ↓、Cp↑ 、ρ↑ 、β↑ → а ↑ 3.流体的温度 流体温度对对流传热的影响表现在流体温度与壁面温度之差Δt,流体物性随温度变化程度及附加自然对流等方面的综合影响。故计算中要修正温度对物性的影响。在传热计算过程中,当温度发生变化

文档评论(0)

jiayou10 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

版权声明书
用户编号:8133070117000003

1亿VIP精品文档

相关文档