化工原理传热.ppt

上节小结,1、傅立叶定律：,2、定态导热：,6.3 对流给热,6.3.1 概说,（1）流体无相变,强制对流传热自然对流传热,（2）流体有相变,蒸汽冷凝液体沸腾,1 对流给热过程的分类,2 对流传热过程的分析,3 两种对流形式,（加热）,（冷却）,6.3.2 对流给热速率,3、各无因次数群的物理意义,Re 表示流动状态影响的准数,Nu 表示对流传热系数的准数,Gr 表示自然对流影响的准数,Pr 表示物性影响的准数,传热面的特征尺寸，可以是管内径或外径，或平板高度等，m,4、定性温度,取流体的平均温度（进、出口平均温度）取壁面的平均温度 tW 取流体和壁面的平均温度（膜温）tm（tWt）/2,使用时按公式规定,6.3.3 无相变流体的经验关联式,适用于Re104，Pr0.5100的各种液体（液态金属除外）,b.L/d3040的短管,c.,d.,f.环隙套管,变量分析问题：,e.,条件：,3.管外强制对流的,6.4 沸腾给热与冷凝给热,1.分类：,大容积沸腾 管内沸腾,过冷沸腾饱和沸腾,液体与高温壁面接触被加热汽化，并产生气泡的过程称为液体沸腾。大应用：蒸发器、再沸器、蒸汽锅炉等。,6.4.1 沸腾给热,按沸腾所处的空间：,按沸腾液体所处的温度：,沸腾的条件：过热度和汽化核心,（1）过热度：,（2）汽化核心：凹缝侧壁对气泡有依托作用，表面功小 微量气体，成为气泡的胚胎,2.沸腾传热机理,3.大容积饱和沸腾曲线,4.沸腾给热过程的影响因素（1）液体和蒸汽的性质：、Cp、，；，（2）加热表面的粗糙情况和表面物理性质 新的或清洁的面，大；油垢，小；粗糙度适中（3）t（4）P P则ts，使、，有利于气泡的形成和脱离，,5.沸腾过程的强化 表面粗糙化 加入添加剂,蒸汽冷凝给热 汽相没有温度梯度，热阻集中在冷凝液膜内 饱和蒸汽加热的优点：温度恒定，大,2.垂直管外层流（平均）冷凝给热系数,L,注：膜温下凝液的物性，ts下的r,假定：液膜呈层流流动，液膜内的传热方式为纯导热 蒸汽静止或流速很小，对液膜无摩擦阻力,（垂直管）,4、垂直管湍流时的冷凝给热系数,垂直管层流,5.影响冷凝给热的因素及强化措施（1）流体的物性和t，；则 q 一定时W，层流时，t，（2）不凝气体的影响定期排放不凝气（3）蒸汽过热的影响（4）蒸汽流速及流向的影响 强化思路 减少液膜厚度,6.5 热辐射,a、r、d 的大小取决于物体的性质、表面状况、温度和投射辐射的波长，一般固体、液体：a+r=1 气体：a+d=1黑体：a=1 黑光金属、黑烟煤近似黑体白体（镜体）：r=1 雪霜、磨光铜表面近似白体透热体：d=1 单元子和对称双原子气体,物体的辐射能力：指物体在一定温度下，单位时间、单位表面积上所发出的全部波长的总能量。（E）W/m2,相距很近的平行黑体平板，面积相等且足够大，则,遮热板黑度越低效果越好,6.5.2 气体辐射 单原子及分子结构对称的双原子气体，无辐射能力也无吸收能力。如：O2、N2、H2等气体辐射与固体辐射不同之处：1 对波长具有选择性 2 吸收率与黑度不等 3 气体辐射是容积过程而固体只发生在表面,