对流传热系数影响因素.ppt

第三章 传热 一、对流传热系数的影响因素 二、对流传热过程的因次分析 三、流体无相变时的对流传热系数 四、流体有相变时的对流传热系数 一、对流传热系数的影响因素 二、因次分析法在对流传热中的应用 三、流体无相变时的对流传热系数 四、流体有相变时的对流传热系数 2）膜状冷凝的传热系数 a)蒸汽在垂直管外或垂直平板侧的冷凝 假设： ①? 冷凝液的物性为常数，可取平均液膜温度下的数值。 ②? 一蒸汽冷凝成液体时所传递的热量，仅仅是冷凝潜热 ③? 蒸汽静止不动，对液膜无摩擦阻力。 ④? 冷凝液膜成层流流动，传热方式仅为通过液膜进行的热传导。 修正后 定性尺寸： H取垂直管或板的高度。 定性温度： 蒸汽冷凝潜热r取其饱和温度t0下的值，其余物性取液膜平均温度。 应用范围： 若用无因次冷凝传热系数来表示，可得： 若膜层为湍流（Re＞1800）时 滞流时，Re值增加，α减小； 湍流时，Re值增加，α增大； * * 第五节 对流传热系数关联式 1、流体的种类和相变化的情况 2、流体的物性 1）导热系数 滞流内层的温度梯度一定时，流体的导热系数愈大，对流传热系数也愈大。 2）粘度 流体的粘度愈大，对流传热系数愈低。 3）比热和密度 ρcp：单位体积流体所具有的热容量。 ρcp值愈大，流体携带热量的能力愈强，对流传热的强度愈强。 （4）体积膨胀系数 体积膨胀系数β值愈大，密度差愈大，有利于自然对流。对强制对流也有一定的影响。 3、流体的温度 4、流体流动状态 湍流的对流传热系数远比滞流时的大。 5、流体流动的原因 强制对流： 自然对流： 由于外力的作用 由于流体内部存在温度差，使得各部分的流体密度不同，引起流体质点的位移 单位体积的流体所受的浮力为： 6、传热面的性状、大小和位置 列出影响该过程的物理量，并用一般函数关系表示： 确定无因次准数π的数目 准数的符号和意义 准数名称 符号 准数式 意义 努塞尔特准数 （Nusselt） Nu 表示对流传热的系数 雷诺准数 （Reynolds） Re 确定流动状态的准数 普兰特准数 （Prandtl） Pr 表示物性影响的准数 格拉斯霍夫准数 （Grashof） Gr 表示自然对流影响的准数 3、应用准数关联式应注意的问题 1）定性温度：各准数中的物理性质按什么温度确定 2）定性尺寸：Nu，Re数中L应如何选定。 3）应用范围：关联式中Re,Pr等准数的数值范围。 1、流体在管内作强制对流 1）流体在圆形直管内作强制湍流 a)低粘度（大约低于2倍常温水的粘度）流体 当流体被加热时n=0.4，流体被冷却时，n=0.3。 管长与管径比 将计算所得的α乘以 应用范围： 定性尺寸： Nu、Re等准数中的l取为管内径di。 定性温度： 取为流体进、出口温度的算术平均值。 b) 高粘度的液体 为考虑热流体方向的校正项。 应用范围： 定性尺寸： 取为管内径di。 定性温度： 除μw取壁温以外，其余均取液体进、出口温度的算术平均值。 2) 流体在圆形直管内作强制滞流 当管径较小，流体与壁面间的温度差较小，自然对流对强制滞流的传热的影响可以忽略时 应用范围： 定性尺寸： 管内径di。 定性温度： 除μw取壁温以外，其余均取液体进、出口温度的算术平均值。 按上式计算出α后，再乘以一校正因子 3）流体在圆形直管内呈过渡流 对于Re=2300~10000时的过渡流范围， 先按湍流的公式计算α，然后再乘以校正系数f。 4）流体在弯管内作强制对流 5）流体在非圆形管中作强制对流 对于非圆形管内对流传热系数的计算，前面有关的经验式都适用，只是要将圆管内径改为当量直径de。 套管环隙中的对流传热，用水和空气做实验，所得的关联式为： 应用范围： Re=12000~220000，d1/d2=1.65~17 定性尺寸： 当量直径de 定性温度： 流体进出口温度的算术平均值。 2、流体在管外强制对流 1）流体在管束外强制垂直流动 流体在错列管束外流过时，平均对流传热系数 流体在直列管束外流过时，平均对流传热系数 应用范围： 特征尺寸： 管外径do，流速取流体通过每排管子中最狭窄通道处的速度。其中错列管距最狭窄处的距离应在（x1-do）和2（t-do）两者中取小者。 注意：管束排数应为10，若不是10时，计算结果应校正。 2）流体在换热器的管间流动 当管外装有割去25%直径的圆缺形折流板时， 壳方的对流传热系数关联式为： a)多诺呼(Donohue)法 应