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* * 第五章 传 热 5.4 对流传热 5.4.1 对流传热机理和对流传热系数 5.4.2 对流传热的量纲分析 5.4.3 流体无相变时的对流传热系数 二、流体在换热器的管间作强制对流 换热器管间流体的流动： 装有折流挡板。 流体的流向和流速不断地变化。 在Re100时即可达到湍流。 图5-14 换热器折流挡板 二、流体在换热器的管间作强制对流 图5-15 管间管束排列形式 二、流体在换热器的管间作强制对流 凯恩（Kern）法 应用范围： 。 特性尺寸：传热当量直径。 定性温度：除μw取壁温外，均取流体进出口温度的算术平均值。 二、流体在换热器的管间作强制对流 三、自然对流 通过实验测得的c和n值列于表5-7中。 第五章 传 热 5.4 对流传热 5.4.1 对流传热机理和对流传热系数 5.4.2 对流传热的量纲分析 5.4.3 流体无相变时的对流传热系数 5.4.4 流体有相变时的对流传热系数 一、蒸汽冷凝传热 1.蒸汽冷凝方式 图5-16蒸汽冷凝方式 滴状冷凝 膜状冷凝 2.膜状冷凝时的对流传热系数 （1）层流膜状冷凝时的对流传热系数 膜状冷凝时对流传热系数关系式推导中作了以下假设： ①冷凝液膜呈层流流动，传热方式为通过液膜的热传导。 ②蒸汽静止不动，对液膜无摩擦阻力。 一、蒸汽冷凝传热 ③蒸汽冷凝成液体时所释放的热量仅为冷凝潜热，蒸汽温度和壁面温度保持不变。 ④冷凝液的物性可按平均液膜温度取值，且为常数。 一、蒸汽冷凝传热 对蒸汽在垂直管外或垂直平板侧的冷凝 蒸汽的饱和温度与壁面温度之差 饱和蒸汽的冷凝潜热 一、蒸汽冷凝传热 麦克亚当斯(McAdams)建议在工程设计时，应将计算结果提高20%，即 一、蒸汽冷凝传热 （2）湍流膜状冷凝时的对流传热系数 当液膜呈现湍流流动时可应用柯克柏瑞德(Kirkbride)的经验公式计算，即 一、蒸汽冷凝传热 冷凝时Ref的计算： 当量直径 凝液的平均流速 若以 表示凝液的流通面积， 表示润湿周边长度， 表示凝液的质量流率，则有 一、蒸汽冷凝传热 单位长度润湿周边上的凝液质量流率 则 从层流到湍流的 临界值一般可取为1800。 一、蒸汽冷凝传热 （3）水平管外膜状冷凝时的对流传热系数 对于蒸气在单根水平管外的层流膜状冷凝，努赛尔特曾经获得下述关联式 特征尺寸管外径 一、蒸汽冷凝传热 水平管束外冷凝 垂直列上的管数 若各列管子在垂直方向上的排数不相等 一、蒸汽冷凝传热 比较 垂直管外 水平管外 2式相比 对于长1.5m，外径20mm的圆管，水平放置时其层流膜状冷凝对流传热系数约为垂直放置时的2倍。 一、蒸汽冷凝传热 应予指出，若蒸气中含有空气或其它不凝性气体，则壁面可能为气体（导热系数很小）层所遮盖而增加一层附加热阻，使对流传热系数急剧下降。故在冷凝器的设计和操作中，必须考虑排除不凝气。 一、蒸汽冷凝传热 二、液体沸腾传热 所谓液体沸腾是指在液体的对流传热过程中，伴有由液相变为气相，即在液相内部产生气泡或气膜的过程。 液体沸腾 液体沸腾的方式 过冷沸腾 饱和沸腾 √ √ 二、液体沸腾传热 池内沸腾 管内沸腾(流动沸腾或强制对流沸腾) 1.液体沸腾曲线 图5-17水的沸腾曲线 二、液体沸腾传热 2.液体沸腾传热的影响因素 （1）液体性质的影响 通常，凡是有利于气泡生成和脱离的因素均有助于强化沸腾传热。 二、液体沸腾传热