第四章 传热化工原理课件(包含所有考点).ppt

二、总传热速率方程的应用 1、传热面积的计算 通常按总传热系数K为常数 2、实验测定总传热系数K 3、换热器的操作型计算（见p237 例4-10） ④加热壁面的影响 加热壁面的材质和粗糙度对沸腾传热有重要影响。 清洁而粗糙的加热壁面传热系数较高。 加热壁面的布置情况，也对沸腾传热有明显的影响。 4.5 对流传热系数关联式 五、壁温的估算：（试差法） 在已知管内、外流体的平均温度ti、to之间假设壁温tw，计算两流体的对流传热系数αi、αo，核算所设tw 是否正确（忽略管壁热阻，管内外壁温相同）。 一、影响对流传热系数的因素 1、流体的种类和相变化的情况 2、流体的特性：导热系数、黏度、比热容、密度以及体积膨胀系数 3、流体的温度 4、流体的流动状态 5、流体流动的原因 6、传热面的形状、位置和大小 4.5 对流传热系数关联式 二、对流传热过程的量纲分析 1、根据对问题的观察，找出影响对流传热过程的因素 2、通过量纲分析确定相应的量纲为一数群（准数） 3、通过实验确定相应的经验关联式公式。 量纲分析步骤 4.5 对流传热系数关联式 量纲分析的基本依据是π定理：一个表示n个物理量间关系的量纲一致的方程式，一定可以转换成包含n-m个独立的量纲为一数群间的关联式，m指n个物理量中所涉及的基本量纲的数目。量纲分析的核心在于确定n和m，并用一定技巧将各个量纲为一数群的内涵确定下来。 量纲分析基本依据 4.5 对流传热系数关联式 1、流体无相变时的强制对流传热过程 (1) 列出影响该过程的物理量 传热设备的特征尺寸 4.5 对流传热系数关联式 (2) 确定量纲为一数群的数目 上述7个变量（物理量）涉及到4个基本量纲： 长度、质量、时间和温度 依据π定理，量纲为一数群的数目等于7 – 4 = 3 通过量纲分析，可确定 努赛尔特数 (Nusselt number) 雷诺数 (Reynolds number) 表示对流传热系数的准数 表示惯性力与黏性力之比，是表征流动状态的准数 4.5 对流传热系数关联式 普兰德数 (Prandtl number) 表示速度边界层和热边界层相对厚度的一个参数，反映与传热有关的流体物性。 强制对流（无相变） 传热时的准数关联式 因此，有 4.5 对流传热系数关联式 2、自然对流传热 (1) 列出影响该过程的物理量 传热设备的特征尺寸 作用在单位体积流体上的浮力 4.5 对流传热系数关联式 (2) 确定量纲为一数群的数目 上述7个变量（物理量）涉及到4个基本量纲： 长度、质量、时间和温度 依据π定理，量纲为一数群的数目等于 7 – 4 = 3 通过量纲分析，可确定 努赛尔特数 (Nusselt number) 普兰德数(Prandtl number) 4.5 对流传热系数关联式 格拉斯霍夫数(Grashof number) 表示由温度差引起的浮力与黏性力之比 3、使用由实验数据整理得到的关联式应注意的问题 (1) 应用范围：关联式中Re、Pr等准数的数值范围等； (2) 特性尺寸：Nu、Re等准数中的l应如何确定； (3) 定性温度：各准数中的流体物性应按什么温度查取。 4.5 对流传热系数关联式 因此，有 自然对流（无相变） 传热时的准数关联式 (1) 流体在光滑圆形直管内作强制湍流 ①低黏度流体可应用迪特斯(Dittus)—贝尔特(Boelter)关联式 或 当流体被加热时，n=0.4；当流体被冷却时，n=0.3。 三、流体无相变时的对流传热系数 1、流体在管内作强制对流 4.5 对流传热系数关联式 特性尺寸：管内径。 定性温度：流体进、出口温度的算术平均值。 应用范围： 若 ，可将由上式求得的值乘以 进行校正。 4.5 对流传热系数关联式 ②高黏度流体可应用西德尔(Sieder)—泰特(Tate)关联式 或 壁温下的黏度 考虑热流方向的校正项 4.5 对流传热系数关联式 特性尺寸：管内径。 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。 应用范围： 4.5 对流传热系数关联式 (2) 流体在光滑圆形直管内作强制层流 应用范围： 特性尺寸：管内径。 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。 4.5 对流传热系数关联式 (3) 流体在光滑圆形直管中呈过渡流 当Re = 2300~10000时，对流传热系数可先用湍流时的公式计算，然后把算得的结果乘以校正系数。 (4) 流体在弯管内作强制对流 流体在弯管内流动时，由于受离心力的作用，增大了流体的湍动程度，使对流传热系数较直管内的大。 管子的弯曲半径 4.5 对流传