化工原理第四章对流传热.pptx

第三节对流传热一、对流传热过程分析二、对流传热速率方程三、影响对流传热系数的因素四、对流传热的特征数关联式五、流体无相变时对流传热系数的经验关联式一、对流传热过程分析传热边界层示意图（1）层流内（底）层的特点①存在质点混合、分子运动的共同作用，温度变化不像湍流主体那么平缓均匀，也不像层流底层变化明显。②传热以热传导和对流两种方式共同进行。（1）流体与固体壁面之间存在一个厚度为bt的虚拟膜（流体层），称之为有效膜；（2）有效膜集中了传热过程的全部传热温差的以及全部热阻，在有效膜之外无温差也无热阻存在（所有的热量传递均产生在有效膜内）；（3）在有效膜内，传热以热传导的方式进行。3、有效膜模型的数学描述5、几点说明三、影响对流传热系数的因素3、流动型态5、是否发生相变2、准数关系式（通过因次分析获得）4、注意事项①流体进、出口温度的平均值五、无相变时对流传热系数的经验关联式（2）圆形直管内的湍流（高粘度流体）（3）圆形直管内的过渡流二次环流对于套管的环隙，用空气和水做实验，可得如下经验公式：（2）Gr>25000时，自然对流的影响不能忽略时【解】在确定各物理量时，先确定定性温度。一般情况下，用进出设备流体的温度的平均值（算术平均值），即：2、对流传热过程流体流动的分析①远离壁面；②流体质点充分混合，温度趋于一致（热阻小）；③传热主要以对流方式进行。1、什么是模型法有效膜模型示意图4、牛顿冷却定律（4）复杂问题简单化的表示──牛顿冷却定律虽然给出了计算对流传热速率简单的数学表达式，但由于对流传热一个非常复杂的物理过程，并未简化问题本身（有效膜厚度难以测定），只是把诸多影响过程的因素都归结到了当中。2、流体的物性4、传热面的形状、尺寸和位置四、对流传热系数经验关联式的建立【定性温度的有关说明】（3）特征（性）尺寸（l）【使用范围】Re>10000，0.7<Pr<120，<2×10-3Pa.s，l/d>60【近似计算】W为壁温下的粘度，在实际中，由于壁温难以测得，工程上近似处理为：（4）流体在弯管中的对流传热系数（5）非圆形直管内强制对流（1）Gr<25000时，自然对流影响小可忽略【例】列管冷凝器中，用水冷却有机物蒸气，水以0.5m/s的速度在Ф25×2的管内流动，进水温度为20℃，出水温度为40℃。试求水对管壁的对流传热系数。求得：