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解：热水质量流量 冷水质量流量 根据热平衡方程式有 得 ＝50℃ 即 0.56（80－ ）＝0.83（30－10） （1）顺流时 80℃－10℃＝70℃ ＝50℃－30℃＝20℃ 则 ℃ （2）逆流时 80℃－30℃＝50℃ ＝50℃－10℃＝40℃ 则 ℃ 由上面分析可见，逆流布置时平均温差比顺流时大12.3％，也就是说，在同样的传热量和同样的传热系数下，只要将顺流改为逆流，换热器可以减少12.3％的换热面积。 在物理上，Gr 数是浮升力/粘滞力比值的一种量度。 Gr数表征浮升力与粘性力相对大小，反映自然对流的强弱 Gr数为自然对流现象所特有，Gr数在自然对流现象中的作用与雷诺数Re在强制对流中的作用相当。 实用上使用时间最长也最普遍的关联式是迪图斯－贝尔特公式（Dittus-Boelter）： 加热流体时： 冷却流体时： 定性温度采用流体平均温度，即进出口温度的算术平均值 ，特征长度为管内径d，特征速度为管内流体平均流速。 实验验证范围 此式适用与流体与壁面具有中等以下温差场合，一般来说对于气体不超过50℃；对于水不超过20～30 ℃，对粘度大的油类不超过10℃。 只适合于湍流 常规流体 例题1 30℃的水以2.5kg/s的流量流入内径为50mm的长光管，水的出口温度为70℃，管壁温度保持85℃，试计算所需管长及管子出口截面处的局部热流密度。不考虑温差修正。 [附表节录]: 饱和水的物理性质 2.99 469.9 65.9 4.179 983.2 60 3.54 549.4 64.8 4.174 988.1 50 4.31 653.3 63.5 4.174 992.2 40 kg/m﹒s W/m﹒K KJ/kg﹒K kg/m3 ℃ 解： 由附表查出水的相应物性量得 选用紊流关联式 定性温度： 由热平衡方程 因壁温均匀，采用对数平均温差（注意：如果采用算术平均温差只算基本正确） 代入数据得管长 检验： ∵ ，不需修正 管子出口处的局部热流密度按下式计算 例题2：冷却塔中水滴的平均直径为0.15cm，温度为87℃，17℃的空气以相对速度0.9m/s流过。试确定水与空气之间的换热系数。 已知17℃时空气的物性参数为：导热系数 =0.0257W/(m·℃)，运动粘度 =14.79×10-6m2/s，Pr=0.703。 对于落下水滴， 。 解：对于落下水滴， 方程中的物性应该用 计算 ℃（290K）时干空气的物性已知。 雷诺数为： = = =121.65 =7.10 = 膜状凝结 凝结液体能很好地润湿壁面，沿整个壁面形成一层薄膜，并且在重力的作用下流动，凝结放出的汽化潜热必须通过液膜，因此，液膜厚度直接影响了热量传递。 珠状凝结 当凝结液体不能很好的润湿壁面时，则在壁面上形成许多小液珠，此时壁面的部分表面与蒸汽直接接触，因此，换热速率远大于膜状凝结（可能大几倍，甚至一个数量级） g g 第七章： 凝结液体流动也分层流和湍流，并且其判断依据仍然是Re，叫膜层Re数 工程实际中所发生的膜状凝结过程往往比较复杂，受各种因素的影响----不凝结气体 不凝结气体增加了传递过程的阻力，同时使饱和温度下 降，减小了凝结的驱动力。研究表明水蒸气质量含量占1％的空气能使表面传热系数降低60％ 强化凝结换热的原则是尽量减薄粘滞在换热表面上的液 膜的厚度。 A B C D E （1）自然对流 （2）核态沸腾A~C （3）过渡沸腾C~D （4）膜态沸腾D～ * * * * * 传热学总复习 能源工程系 黄 金 热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射 第一章： 主要公式 第二章： 主要概念： 等温面、等温线 a) 温度不同的等温面或等温线彼此不能相交 b) 在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止与物体的边界 c) 等温面上没有温差，不会有热量传递；而沿着等温面法向将有最大温度变化率 温度梯度：等温面法线方向的温度变化率矢量 热导率数值上等于在单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度矢量的模 保温材料：国家标准规定，温度低于350摄氏度时热导 率小于0.12W/(mK) 的材料（绝热材料） 导热微分方程的定义：根据能量守恒定律与傅立叶定律，建立导热物体中的温度场应满足的数学表达式，称为导热微分方程。 热扩散率：材料传播温度变化能力大小的指标。表征物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋向于均匀一致的能力。