传热之对流传热与传热计算讲解课件.ppt

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1、传 热,本章章节,第一节 概述（重点）第二节 热传导（重点）第三节 对流传热（重点）第四节 传热过程计算（重点）第五节 对流传热系数经验关联式第六节 辐射传热第七节 换热器,对流传热,对流传热过程分析,湍流主体传热方式为对流传热,层流底层传热方式为热传导,固体层传热方式为热传导,热量从热流体经过固体层传递到冷流体过程中，两侧壁面处的层流底层是传热阻力的主要部分,强化对流传热，就要加大流体湍流程度，减小层流底层的厚度,对流传热,对流传热速率方程-牛顿公式,量均为某一局部参数,工程计算中采用平均值：,管内,管外,不是物性参数,传热过程计算,一、 热量衡算二、 总传热速率计算,热量衡算,目的：计算冷

2、、热流体传热过程中热量的多少-热负荷（单位：W）,1、冷、热流体均不发生相变变化：,Cp-平均定压比热容，取进出口温度平均值下的比热容值,2、热流体有相变无温变，冷流体无相变：,r-冷凝潜热，kJ/kg,3、热流体有相变且有温变，冷流体无相变：,传热过程计算,热量衡算,1、冷、热流体均不发生相变变化：,2、热流体有相变无温变，冷流体无相变：,3、热流体有相变且有温变，冷流体无相变：,例,在一列管式换热器中，壳程有绝压为180kPa水蒸气冷凝。某种液体在管内流动，其流量为2000kg/h，进出口温度分别为20和70，平均温度下比热容为2.5 kJ/(kg），试求蒸汽用量。假设换热器热损失可忽略，

3、蒸汽冷凝后排出的为饱和水。,解,180 kPa下水蒸气冷凝潜热为2210.9kJ/kg,传热过程计算,总传热速率计算,-总传热速率方程,？,K-总传热系数,局部（管外、管内、管内外平均）总传热系数,传热过程计算,总传热速率计算,-总传热速率方程,K-总传热系数,间壁传热包括三个步骤：,对于稳定传热：dQ1= dQ2 = dQ3,传热过程计算,总传热速率计算,-总传热速率方程,K-总传热系数,两侧同除以dA0,传热过程计算,总传热速率计算,-总传热速率方程,K-总传热系数,-总传热系数,- 传热热阻,如无特别说明，通常以管子外壁表面为基准，即式中的K就指Ko,传热过程计算,总传热速率计算,-总传

4、热速率方程,K-总传热系数,通常管子表面有污垢会产生污垢热阻：内外表面污垢热阻分别为Rsi和Rso,传热过程计算,总传热速率计算,-总传热速率方程,K-总传热系数,传热面为平壁或薄管壁,当管壁热阻和污垢热阻均可忽略时,提高总传热系数的方法,如果两侧对流传热系数相差较大，需要提高较小侧的对流传热系数才能够提高总传热系数,如果两侧对流传热系数相差不大，需要同时提高两侧的对流传热系数才能够提高总传热系数,阻碍污垢产生或及时清除污垢,传热过程计算,总传热速率计算,-总传热速率方程,tm-传热平均温差,恒温传热时的平均温度差,变温传热时的平均温度差,与冷热流体流动方向有关,流动方向,并流：冷热流体同向流

5、动,逆流：冷热流体反向流动,错流：冷热流体相互垂直交叉流动,折流：流体存在折返流动,折 流,传热过程计算,总传热速率计算,-总传热速率方程,tm-传热平均温差,变温传热时的平均温度差,并 流,逆 流,- 对数平均温差,传热过程计算,总传热速率计算,-总传热速率方程,tm-传热平均温差,变温传热时的平均温度差,- 对数平均温差,例,在套管式换热器中，热流体温度由90冷却到75，冷流体温度由20加热到50，分别计算两流体逆流和并流时的对数平均温差。,解,逆流时,热流体,冷流体,并流时,其他条件一定时，逆流平均温差比并流大,可节省传热面积,章节小结,热量衡算,1、冷、热流体均不发生相变变化：,2、热

6、流体有相变无温变，冷流体无相变：,3、热流体有相变且有温变，冷流体无相变：,总传热速率计算,传热计算示例,例,在一逆流操作的单程列管式换热器中，用冷水将1.25 kg/s的某液体（比热容为1.9 kJ/kg），从80冷却到30。冷水在管内流动，进出口温度分别为20和50。换热器的列管规格为252.5，若已知管内外的对流传热系数分别为0.85和1.7 kW/m2，试求传热面积。假设污垢热阻、管壁热阻及换热器的热损失均可忽略。,热量衡算,1、冷、热流体均不发生相变变化：,2、热流体有相变无温变，冷流体无相变：,3、热流体有相变且有温变，冷流体无相变：,总传热速率计算,传热计算示例,例,在一逆流操作的单程列管式换热器中，用冷水将1.25 kg/s的某液体（比热容为1.9 kJ/kg），从80冷却到30。冷水在管内流动，进出口温度分别为20和50。换热器的列管规格为252.5，若已知管内外的对流传热系数分别为0.85和1.7 kW/m2，试求传热面积。假设污垢热阻、管壁热阻及换热器的热损失均可忽略。,解,因为污垢热阻、管壁热阻及换热器的热损失均可忽略，所以,因为换热器为逆流操作，所以,热流体,冷流体,所以,