对流传热系数的经验关联式PPT课件.ppt

第3章传热3.4.1影响对流传热系数的因素代价：动力消耗↑。（3）流体的物理性质3.4.2无相变化时对流传热过程的量纲分析（1）量纲分析过程①优点：减少实验次数；②依据：物理方程各项量纲一致；③步骤：：（b）构造函数形式；①努赛尔数③普朗特数说明：反映自然对流的强弱程度。应用准数关系式应注意的问题（1）定性温度定性温度：决定准数中各物性的温度。流体的平均温度t=(t1+t2)/2为定性温度；壁面的平均温度tw为定性温度；流体和壁面的平均温度（称为膜温）tm=(t+tw)/2为定性温度。工程上大多以流体的平均温度t=(t1+t2)/2为定性温度。（2）特性尺寸特性尺寸：量纲为1的数群Nu，Re等中所包含的传热面尺寸。圆管内：特性尺寸取管内径；非圆管内：特性尺寸取当量直径，de’=4流动截面积/传热周边（3）注意公式的应用条件。3.4.3无相变化的对流传热①流体在圆形直管内强制湍流的对流传热系数流体被加热，n=0.4流体被冷却，n=0.3c)流体流过短管（l/d<50）e)圆形直管内过渡流时对流传热系数定性温度：tm=(t1+t2)/2；特征尺寸：管内径d。g)非圆形管内强制对流★采用圆形管内相应的公式计算，但特征尺寸采用当量直径。★最好采用专用、经验公式。如：套管环隙例题1：有一双管程列管换热器，由96根Φ25mm×2.5mm的钢管组成。苯在管内流动，由20℃被加热到80℃，苯的流量为9.5kg/s，壳程中通入水蒸气进行加热。试求：①管壁对苯的对流传热系数；②若苯的流率增加一倍，其他条件不变，此时的对流传热系数为多少；③若管径降为原来1/2，其他条件与①相同，此时对流传热系数为多少；常数C、指数n见下表2024/2/9◆管束的排列方式直列（正方形）、错列（正三角形）直列可以看出，错列传热效果比直列好。◆传热系数的计算方法任一排管子：(3)自然对流传热温度差引起流体密度不均，导致流体流动。分类：大空间自然对流传热：边界层发展不受限制和干扰。有限空间自然对流传热：边界层发展受到限制和干扰。大空间内流体沿垂直或水平壁面进行自然对流传热时：传热面的形状及位置3.4.4.1有相变对流传热的特点①相变过程中产生大量相变热（潜热）；例：水(1)蒸汽冷凝机理优点：饱和蒸汽具有恒定的温度，操作时易于控制蒸汽冷凝的对流传热系数较大。（2）冷凝方式：①膜状冷凝凝液呈液膜状（附着力大于表面张力），热量：蒸汽相→液膜表面→固体壁面。②滴状冷凝凝液结为小液滴（附着力小于表面张力），有裸露壁面，直接传递相变热。比较两种冷凝方式的表面传热系数α滴状冷凝＞α膜状冷凝，相差几倍到几十倍，但工业操作上，多为膜状冷凝。α实验结果：实测值高于理论值（约20%）原因：液膜的波动、假设的不确切性水平管外膜状冷凝(4)影响冷凝传热的因素沸腾:沸腾时，液体内部有气泡产生，气泡产生和运动情况，对α影响极大。沸腾分类：①按设备尺寸和形状不同大容器饱和沸腾；管内沸腾②按液体主体温度不同过冷沸腾：液体主体温度t<ts，气泡进入液体主体后冷凝。饱和沸腾：t≥ts，气泡进入液体主体后不会冷凝。(1)大容积饱和沸腾传热机理a）汽泡能够存在的条件：◇必须有汽化核心沸腾过程：实验条件:大容积、饱和沸腾。AB段：无相变自然对流，无汽泡产生，α缓慢增加BC段：核状沸腾一方面，(3)影响的因素2024/2/9