大学课件-化工原理-第4章传热3.PPT
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1、小结小结: (1) 对流传热对流传热: 工程上,指流体和固体壁面间的传热过工程上,指流体和固体壁面间的传热过程程包括对流传热和热传导(2) 热边界层热边界层近壁处,流体温度显著变化的区域。热边界层内(近壁处)热边界层内(近壁处) 集中全部的温差和热阻 热边界层外(流体主体)热边界层外(流体主体)等温区,无温差和热阻 流动边界层对传热边界层影响显著,流动边界层对传热边界层影响显著, 改善流动状况,特别是改善流动状况,特别是减薄层流内层厚度减薄层流内层厚度, 可使传热速率大大提高。可使传热速率大大提高。 牛顿冷却定律牛顿冷却定律影响表面传热系数的因素影响表面传热系数的因素 流动状态、流动原因、流体
2、的物性、传热面条件、相流动状态、流动原因、流体的物性、传热面条件、相变化变化(3) 表面传热系数的经验关联表面传热系数的经验关联 对流传热的四个重要无量纲数对流传热的四个重要无量纲数 无相变管内强制对流无相变管内强制对流园形直管内湍流流体的表面传热系数园形直管内湍流流体的表面传热系数流体被加热,n= 0.4 流体被冷却,n= 0.3粘度较大粘度较大流体流体流体流过流体流过短管短管 圆形直管内圆形直管内过渡流过渡流时表面传热系数时表面传热系数 圆形直管内圆形直管内强制层流强制层流 圆形弯管内圆形弯管内的强制对流的强制对流 非圆形管内非圆形管内强制对流强制对流 管外强制对流管外强制对流 a) 流体
3、流体横向流过单根横向流过单根管外管外C、n见表4.4.2P262特征尺寸:管外径表面传热系数分布表面传热系数分布:1)低雷诺数)低雷诺数(70800101300)=0-80,层流边界层厚度,h80,边界层分离,h,有一个最低点。2)高雷诺数)高雷诺数(140000219000)有两个最低点:N01:=70-80,层流边界层湍流边界层;N02:=140(分离点),发生边界分离。 管束的排列方式管束的排列方式 直列(正方形)、错列(正三角形)b) 流体流体横向横向流过流过管束管束的表面传热系数的表面传热系数各排管各排管h的变化规律的变化规律第一排管,直列和错列基本相同;第二排管,直列和错列相差较大
4、,第三排管以后(直列第二排管以后):基本恒定可以看出,错列传热效果比直列好。传热系数的计算方法传热系数的计算方法任一排管子任一排管子:C、n取决于管排列方式和管排数。(见表4.4.3P263)特征尺寸:特征尺寸:管外径管外径 c) 流体在列管换热器管壳间的传热流体在列管换热器管壳间的传热* 折流挡板折流挡板壳程流体的流动方向不断改变,较小Re(Re=100),即可达到湍流。作用作用:缺点缺点:流动阻力,壳程压降的重要因素。提高湍动程度,h,强化传热;加固、支撑壳体。有折流挡板时壳程流体有折流挡板时壳程流体表面传热系数表面传热系数挡板切割度为25%D特征尺寸:特征尺寸:流道的当量直径流道的当量直
5、径正方形排列正方形排列正三角形排列正三角形排列 流速流速:按最大流通截面(最小流速)计算问题:问题:已知流量,如何计算管间流速已知流量,如何计算管间流速 DS1B S2问题问题: 无折流板时,如何计算壳程流体的无折流板时,如何计算壳程流体的h h此时,流体平行流过管束按管内公式计算,特征尺寸为当量直径。(3) 自然对流传热自然对流传热指指:温度差引起流体密度不均,导致流体流动。 分类:分类:大空间自然对流传热有限空间自然对流传热h计算公式计算公式C,n=f(传热面的形状和位置,)具体数值列于表中。定性温度:膜温定型尺寸:竖板,竖管,L水平管,外径有相变对流传热的特点有相变对流传热的特点相变相变
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- 大学 课件 化工 原理 传热