化工原理传热PPT讲稿.ppt

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1、化工原理传热课件第1页，共39页，编辑于2022年，星期五6.3 6.3 对流给热对流给热6.3.1 6.3.1 概说概说（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 1 对流给热过程的分类对流给热过程的分类第2页，共39页，编辑于2022年，星期五2 2 对流传热过程的分析对流传热过程的分析第3页，共39页，编辑于2022年，星期五3 3 两种对流形式两种对流形式第4页，共39页，编辑于2022年，星期五（加热）（冷却）6.3.2 6.3.2 对流给热速率对流给热速率第5页，共39页，编辑于2022年，星期五第6页，共39页，编辑于2022年，星期五3 3、

2、各无因次数群的物理意义、各无因次数群的物理意义 ReRe 表示流动状态影响的准数表示流动状态影响的准数 NuNu 表示对流传热系数的准数表示对流传热系数的准数 GrGr 表示自然对流影响的准数表示自然对流影响的准数 PrPr 表示物性影响的准数表示物性影响的准数传热面的特征尺寸，可以是管内径或传热面的特征尺寸，可以是管内径或外径，或平板高度等，外径，或平板高度等，m m第7页，共39页，编辑于2022年，星期五4 4、定性温度、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使用时按公式规定第8页，共39页，编辑于2022年

3、，星期五6.3.3 6.3.3 无相变流体的无相变流体的经验关联式经验关联式第9页，共39页，编辑于2022年，星期五适用于Re104，Pr0.5100的各种液体（液态金属除外）第10页，共39页，编辑于2022年，星期五b.L/d3040的短管c.d.第11页，共39页，编辑于2022年，星期五f.环隙套管变量分析问题：e.第12页，共39页，编辑于2022年，星期五条件：第13页，共39页，编辑于2022年，星期五3.管外强制对流的第14页，共39页，编辑于2022年，星期五第15页，共39页，编辑于2022年，星期五第16页，共39页，编辑于2022年，星期五6.4 6.4 沸腾给热与冷

4、凝给热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 6.4.1 沸腾给热沸腾给热按沸腾所处的空间：按沸腾液体所处的温度：第17页，共39页，编辑于2022年，星期五 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ps Ts PV TV p T2.沸腾传热机理第18页，共39页，编辑于2022年，星期五3.大容积饱和沸腾曲线临界点临界点Tc,qc,c 第19页，共39页，编辑于2022年，星期五4.

5、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则则ts，使，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 加入添加剂第20页，共39页，编辑于2022年，星期五6.4.2 蒸汽冷凝给热蒸汽冷凝给热 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，大第21页，共39页，编辑于2022年，星期五2.垂直管外层流（平均）冷凝给热系数L第22页，共39页，编辑于2022年，星期五注注：膜温下凝液的物性，：膜温下凝液的物性，ts下的下的r假定：假定：液膜

6、呈层流流动，液膜内的传热方式为纯导热液膜呈层流流动，液膜内的传热方式为纯导热 蒸汽静止或流速很小，对液膜无摩擦阻力蒸汽静止或流速很小，对液膜无摩擦阻力第23页，共39页，编辑于2022年，星期五（垂直管）第24页，共39页，编辑于2022年，星期五第25页，共39页，编辑于2022年，星期五4、垂直管湍流时的冷凝给热系数垂直管层流第26页，共39页，编辑于2022年，星期五5.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 减少液膜厚度第27页，共39页，编辑

7、于2022年，星期五6.5 热辐射热辐射第28页，共39页，编辑于2022年，星期五 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：黑体：a=1 黑光金属、黑烟煤近似黑体黑光金属、黑烟煤近似黑体白体（镜体）：白体（镜体）：r=1 雪霜雪霜、磨光铜表面近似白体、磨光铜表面近似白体透热体：透热体：d=1 单元子和对称双原子气体单元子和对称双原子气体第29页，共39页，编辑于2022年，星期五物体的辐射能力物体的辐射能力：指物体在一定温度下，单位时间、单位表面积上所：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

8、能量。（发出的全部波长的总能量。（E）W/m2第30页，共39页，编辑于2022年，星期五第31页，共39页，编辑于2022年，星期五灰体在一定温度下的辐灰体在一定温度下的辐射能力和吸收率的比值，射能力和吸收率的比值，恒等于同温度下黑体的恒等于同温度下黑体的辐射能力，即只和物体辐射能力，即只和物体的绝对温度有关。的绝对温度有关。另一表达式：另一表达式：第32页，共39页，编辑于2022年，星期五相距很近的平行黑体平板，面积相距很近的平行黑体平板，面积相等且足够大，则相等且足够大，则第33页，共39页，编辑于2022年，星期五第34页，共39页，编辑于2022年，星期五第35页，共39页，编辑于

9、2022年，星期五第36页，共39页，编辑于2022年，星期五遮热板黑度越低效果越好遮热板黑度越低效果越好第37页，共39页，编辑于2022年，星期五第38页，共39页，编辑于2022年，星期五6.5.2 气体辐射气体辐射 单原子及分子结构对称的双原子气体单原子及分子结构对称的双原子气体，无辐射，无辐射能力也无吸收能力。能力也无吸收能力。如：如：O2、N2、H2等等气体辐射与固体辐射不同之处：气体辐射与固体辐射不同之处：1 对波长具有选择性对波长具有选择性 2 吸收率与黑度不等吸收率与黑度不等 3 气体辐射是容积过程而固体只发生在表面气体辐射是容积过程而固体只发生在表面第39页，共39页，编辑于2022年，星期五