第04章热量传递〔060529–3对流传热6〕.pptVIP

第三节 对流传热 四、对流传热系数经验式 (四)大空间自然对流传热 自然对流：因流体温度差引起密度差→流体流动 准数关联式 C、n影响因素：传热表面形状、位置、(GrPr) 定性温度: 取膜的平均温度，即壁面温度和流体平均温度的算术平均值。 常见大空间自然对流C、n值 Nu=C（GrPr）n 加热表面形状 特征尺寸 GrPr 范围 c n 水平圆管 外径d0 104~109 0.53 1/4 109~1012 0.13 1/3 垂直管或板 高度L 104~109 0.59 1/4 109~1012 0.10 1/3 第三节 对流传热 四、对流传热系数经验式 (五)蒸气冷凝传热 膜状冷凝的热阻主要集中在冷凝液膜上 1. 垂直管或垂直板上作膜状冷凝 液膜呈层流(Re2000) *液膜呈湍流(Re2000) 式中 l——垂直板或管的高度，m ρ——冷凝液的密度，kg/m3 λ——导热系数，W/(m?K) μ——粘度，Pa?s r——饱和蒸汽的冷凝潜热，kJ/kg Δt——蒸汽饱和温度和壁面温度差，K 第三节 对流传热 四、对流传热系数经验式 (五)蒸气冷凝传热 2. 水平管外的冷凝 *单管 *列管 式中 l——垂直板或管的高度，m ρ——冷凝液的密度，kg/m3 λ——导热系数，W/(m?K) μ——粘度，Pa?s r——饱和蒸汽的冷凝潜热，kJ/kg Δt——蒸汽饱和温度和壁面温度差，K n ——水平管束在垂直列上的管数 第三节 对流传热 四、对流传热系数经验式 (五)蒸气冷凝传热 3. 影响冷凝传热的因素 流体物性 冷凝液密度↑、粘度↓，则液膜厚度↓、 冷凝传热系数a ↑； 冷凝潜热↑，则同样热负荷下冷凝液↓、液膜厚度↓ 、 冷凝传热系数a ↑. 冷凝器壁面 若冷凝器凝结壁面粗糙、有锈层或有油膜时，将增加液膜流动的阻力，从而使液膜加厚，增大热阻，降低对流换热系数。因此，要注意保持冷凝器凝结壁面的光滑和清洁，注重冷凝器的排油操作。 蒸汽流速和流向 蒸汽流动会在汽—液界面上产生摩擦阻力，若蒸汽与液膜流向相同，则会加速液膜的流动，使液膜减薄，传热加快。 不凝性气体 不凝性气体将会在液膜外侧聚积而形成一层气膜，冷凝器操作中及时排除不凝性气体至关重要。水蒸汽中含有1%的空气能使给热系数下降60%。 第三节 对流传热 五、保温层的临界直径 保温层厚度与热损失 * 通常，热损失随着保温层厚度的增加而减少； * 小直径圆管外包扎性能不良的保温材料，热损失随保温层厚度的增加，可能反而增大。 保温层热损失关系式 r0增大时，对热阻R1、R2的影响效应相反，对总热阻（R1+R2）影响效应存在极值，上式对r0求导： 第三节 对流传热 五、保温层的临界直径 保温层热损失关系式 临界半径为 rc=λ/α 或 dc=2λ/α dc对Q影响 d02λ/α，增加保温层的厚度反而使热损失增大。 d02λ/α，增加保温层的厚度才使热损失减少。 对管径较小的管路包扎λ较大的保温材料时，要核算d0是否小于dc。 第三节 对流传热 例题4.3.4 第三节 对流传热 六、间壁传热过程计算 传热过程 冷热两种流体被固体壁面隔开，传热时，热量从高温流体传给壁面，壁面再传给冷流体 总传热速率方程 总传热系数 第三节 对流传热 六、间壁传热过程计算 (一)总传热速率方程 热侧流体对壁面传热速率 冷侧流体对壁面传热速率 间壁热传导传热速率 总传热速率——传热基本方程 (二)总传热系数 第三节 对流传热 六、间壁传热过程计算 (二)总传热系数 . 设间壁的热流体侧、冷流体侧污垢热阻为rs1、rs2 对于平板或薄壁管 A1≈ A2 ≈ Am 考虑热阻 1、热流体侧对流传热控制； 2、冷流体侧对流传热控制； 3、污垢热阻控制. 第三节 对流传热 六、间壁传热过程计算 (三)传热推动力——平均温差 1.恒温传热的平均温差 在任何时刻，两种流体的温度均不发生变化，即热流体始终为Th，冷流体为Tc，两者间温度差处处相等： ⊿T = Th - Tc 实例 高沸点液体的饱和蒸气冷凝与低沸点饱和液体的沸腾气化两种