第四章传热—3(对流传热分析和计算)讲解课件.ppt

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1、第五节第五节 对流传热系数关联式对流传热系数关联式n n对流传热影响因素对流传热影响因素n n无相变时的对流传热系数无相变时的对流传热系数 管内强制对流管内强制对流管内强制对流管内强制对流 管外强制对流管外强制对流管外强制对流管外强制对流 自然对流自然对流自然对流自然对流n n有相变时的对流传热系数有相变时的对流传热系数 蒸汽冷凝蒸汽冷凝蒸汽冷凝蒸汽冷凝 液体沸腾液体沸腾液体沸腾液体沸腾1 1、流体的种类和相变化：、流体的种类和相变化：液液体体、气气体体、蒸蒸汽汽及及在在传传热热过过程程中中是是否否有有相相变变。有相变时对流传热系数比无相变化时大的多；有相变时对流传热系数比无相变化时大的多；2

2、 2、流体的物理性质：、流体的物理性质：影影响响较较大大的的物物性性如如密密度度、比比热热c cp p、导导热热系系数数、粘度粘度等。等。一、一、影响对流传热系数的主要因素影响对流传热系数的主要因素 3 3、流体的运动状况：、流体的运动状况：传传热热热热阻阻主主要要集集中中在在层层流流底底层层，湍湍流流使使滞滞流流底底层层厚度减薄，对流表面传热系数也就随之增大厚度减薄，对流表面传热系数也就随之增大。4 4、流体对流的状况：、流体对流的状况：自然对流，强制对流。自然对流，强制对流。5 5、传热表面的形状、位置及大小：、传热表面的形状、位置及大小：如如圆圆管管、翅翅片片管管等等不不同同传传热热表表

3、面面形形状状；管管板板、管管束束、管管径径；管管长长；管管子子排排列列方方式式；垂垂直直放放置置或或水水平放置等平放置等。无相变时，影响对流传热系数的主要因素可用下式表示：无相变时，影响对流传热系数的主要因素可用下式表示：八个物理量涉及四个基本因次：质量八个物理量涉及四个基本因次：质量M M，长度长度L L，时间时间T T，温度温度。通过因次分析可得，在无相变时，准数关系式为：通过因次分析可得，在无相变时，准数关系式为：即即二、对流传热中的因次分析二、对流传热中的因次分析准数符号及意义准数符号及意义准数名称准数名称准数名称准数名称符号符号符号符号意义意义意义意义努塞尔特准数努塞尔特准数努塞尔特

4、准数努塞尔特准数（NusseltNusselt）Nu=Nu=l/l/表示对流传热系数的准数表示对流传热系数的准数表示对流传热系数的准数表示对流传热系数的准数雷诺准数雷诺准数雷诺准数雷诺准数（ReynoldsReynolds）Re=Re=lu/lu/确定流动状态的准数确定流动状态的准数确定流动状态的准数确定流动状态的准数普兰特准数普兰特准数普兰特准数普兰特准数（PrandtlPrandtl）Pr=Pr=c cp p/表示物性影响的准数表示物性影响的准数表示物性影响的准数表示物性影响的准数格拉斯霍夫准数格拉斯霍夫准数格拉斯霍夫准数格拉斯霍夫准数（GrashofGrashof）GrGr=gtl=gt

5、l3 3 2 2/2 2 表示自然对流影响的准数表示自然对流影响的准数表示自然对流影响的准数表示自然对流影响的准数准准数数关关联联式式是是一一种种经经验验公公式式，在在利利用用关关联联式式求求对对流流传传热系数时，不能超出实验条件范围。热系数时，不能超出实验条件范围。在在应应用用关关联联式式时时应应注注意意以以下下几几点：点：1 1、应用范围、应用范围2 2、特性尺寸、特性尺寸 无无因因次次准准数数NuNu、ReRe等等中中所所包包含含的的传传热热面面尺尺寸寸称称为为特特征征尺尺寸寸。通通常常是是选选取取对对流流体体流流动动和和传传热热发发生生主主要要影影响响的的尺寸作为特征尺寸尺寸作为特征尺

6、寸。3 3、定性温度、定性温度 流流体体在在对对流流传传热热过过程程中中温温度度是是变变化化的的。确确定定准准数数中中流流体体物物理理特特性性参参数数的的温温度度称称为为定定性性温温度度。一一般般定定性性温温度度有有三三种种取取法法：进进、出出口口流流体体的的平平均均温温度度，壁壁面面平平均均温度，流体和壁面的平均温度（膜温）。温度，流体和壁面的平均温度（膜温）。4 4、准准数数是是一一个个无无因因次次数数群群，其其中中涉涉及及到到的的物物理理量量必必须用统一的单位制度。须用统一的单位制度。Nu=0.023Re0.8Prn 当流体被加热时，当流体被加热时，n=0.4，被冷却时，被冷却时，n=0

7、.3。特性尺寸特性尺寸：取管内径，取管内径，长径之比大于长径之比大于60定性温度：定性温度：流体进、出口温度的算术平均值。流体进、出口温度的算术平均值。二、流体无相变时对流传热系数的关联式二、流体无相变时对流传热系数的关联式1、流体在圆形直管内作强制对流、流体在圆形直管内作强制对流（1 1）低粘度流体低粘度流体应用范围：应用范围：Re100000.7Pr120Nu=0.023Re0.8Pr1/3（/w）0.14特性尺寸特性尺寸：取管内径：取管内径定定性性温温度度：除除w w取取壁壁温温下下的的粘粘度度外外，均为流体进、出口温度的算术平均值。均为流体进、出口温度的算术平均值。（2 2）高粘度流体

8、高粘度流体 范围：范围：同低粘度流体同低粘度流体例例：常常压压下下，空空气气以以1515m/sm/s的的流流速速在在长长为为4 4m m，603.5mm603.5mm的的钢钢管管中中流流动动，温温度度由由150150升升到到250250。试试求求管管壁壁对对空空气气的的对对流流传热系数。传热系数。解：此题为空气在圆形直管内作强制对流解：此题为空气在圆形直管内作强制对流 定性温度定性温度 t=（150+250）/2=200 查查200时空气的物性数据（附录）如下时空气的物性数据（附录）如下 Cp=1.026103J/kg.=0.03928W/m.=26.010-6N.s/m2 =0.746kg/

9、m3 Pr=0.68特性尺寸特性尺寸 d=0.060-20.0035=0.053m l/d=4/0.053=75.560 Re=du/=(0.05315 0.746)/(0.6 10-5)=2.28 104 104(湍流湍流)Pr=cp/=(1.026 103 26.0 10-5)/0.03928=0.68本题中空气被加热本题中空气被加热,n=0.4代入代入 Nu=0.023Re0.8Pr0.4 =0.023(22800)0.8(0.68)0.4 =60.4 流流体体在在圆圆形形直直管管内内作作强强制制滞滞流流时时，应应考考虑虑自自然然对对流流的的影影响响。当当自自然然对对流流的的影影响响比比

10、较较小小且且可可被被忽忽略略时，按下式计算：时，按下式计算：Nu=1.86Re1/3Pr1/3（di/L）1/3（/w）0.14特性尺寸：特性尺寸：取管内径取管内径d di i定定性性温温度度：除除w w取取壁壁温温下下的的值值外外，均均为流体进、出口温度的算术平均值。为流体进、出口温度的算术平均值。2 2、流体在圆形直管内作强制层流、流体在圆形直管内作强制层流应用范围：应用范围：Re 23000.6Pr6700Gr 25000当自然对流的影响不能忽略时当自然对流的影响不能忽略时,对水平管，按下式计算对水平管，按下式计算应用范围：应用范围：ReRe230050l/d50；特性尺寸：特性尺寸：取

11、管内径取管内径d di i定性温度：定性温度：壁温壁温twtw与流体进、出口平均与流体进、出口平均温度的平均值温度的平均值t tm mNu=0.74Re0.2(GrPr)0.1Pr0.2应用范围：应用范围：Re 23000.6Pr6700Gr 25000（3 3）流体在圆形直管内作过渡流流体在圆形直管内作过渡流 对流表面传热系数可先用湍流时计算，然后乘以对流表面传热系数可先用湍流时计算，然后乘以 校正系数校正系数流流体体在在弯弯管管内内流流动动时时，由由于于受受离离心心力力的的作作用用，增增大大了了流体的湍动程度，使对流传热系数较直管内大。流体的湍动程度，使对流传热系数较直管内大。式中式中 弯

12、管中的对流传热系数，弯管中的对流传热系数，w/（m2）直管中的对流传热系数，直管中的对流传热系数，w/（m2）R 弯管轴的弯曲半径，弯管轴的弯曲半径，m（4 4）流体在弯管内作强制对流）流体在弯管内作强制对流例例：一一 套套 管管 换换 热热 器器，套套 管管 为为 893.5mm钢钢 管管，内内 管管 为为252.5mm钢钢管管。环环隙隙中中为为p=100kPa的的饱饱和和水水蒸蒸气气冷冷凝凝，冷冷却却水水在在内内管管中中渡渡过过，进进口口温温度度为为15，出出口口为为85。冷冷却却水水流流速速为为0.4m/s，试求管壁对水的对流传热系数。试求管壁对水的对流传热系数。解：此题为水在圆形直管内

13、流动解：此题为水在圆形直管内流动 定性温度定性温度 t=（15+35）/2=25 查查25时水的物性数据（见附录）如下时水的物性数据（见附录）如下：Cp=4.179103J/kg =0.608W/m =90.2710-3Ns/m2 =997kg/m3 Re=du/=(0.020.4 997)/(90.27 10-5）=8836 Re在在230010000之间，为过渡流区之间，为过渡流区 Pr=cp/=(4.179 103 90.27 10-5)/60.8 10-2=6.2a可按式可按式 Nu=0.023Re0.8Prn 进行进行计算计算,水被加热水被加热,k=0.4。校正系数校正系数 采用上述

14、各关联式计算，将管内径改为当量直径采用上述各关联式计算，将管内径改为当量直径d de e即可。即可。当量直径按下式计算当量直径按下式计算或或（5 5）流体在非圆形管内强制对流流体在非圆形管内强制对流管束错列管束错列 Nu=0.33Re0.6Pr0.33管束直列管束直列 Nu=0.26Re0.6Pr0.33应用范围：应用范围：R Re e30003000定性温度：定性温度：流体进、出口温度的平均值。流体进、出口温度的平均值。定定性性尺尺寸寸：管管外外径径。管管束束取取1010排排，不不是是1010排排的的查查表表进进行修正。行修正。2 2、流体在管外强制对流流体在管外强制对流（1 1）流体在管束

15、外强制垂直流动流体在管束外强制垂直流动换换热热器器内内装装有有圆圆缺缺形形挡挡板板（缺缺口口面面积积为为25%25%的的壳壳体体内内截截面面积积）时，壳方流体的对流传热系数的关联式为：时，壳方流体的对流传热系数的关联式为：（a a）多诺呼法）多诺呼法 Nu=0.23Re0.6Pr1/3（/w）0.14 应用范围应用范围:R Re e=(2=(23)3)10104 4 特特性性尺尺寸寸:取取管管外外径径，流流速速取取每每排排管管子子中中最最狭狭窄窄通通道道处的流速。处的流速。定定性性温温度度:除除w w取取壁壁温温外外，均均为为流流体体进进、出出口口温温度度的算术平均值。的算术平均值。（2 2）

16、流体在换热器的管间流动流体在换热器的管间流动Nu=0.36Re0.55Pr1/3（/w）0.14 应用范围应用范围:Re=20001 1000000 特性尺寸特性尺寸:取当量直径，管子排列不同，计算公式取当量直径，管子排列不同，计算公式 也不同。也不同。定性温度定性温度:除除w取壁温外，均为流体进、出口温度取壁温外，均为流体进、出口温度 的算术平均值。的算术平均值。（b b）凯恩法）凯恩法Nu=c（GrPr）n定性温度：定性温度：取膜的平均温度，即壁面温度和流体取膜的平均温度，即壁面温度和流体 平均温度的算术平均值。平均温度的算术平均值。特性尺寸：特性尺寸：对水平管取外径，对垂直管或板取垂直对

17、水平管取外径，对垂直管或板取垂直 高度高度L L。c c值和值和n n值查表。值查表。3 3、自然对流传热自然对流传热 蒸汽冷凝有蒸汽冷凝有膜状冷凝膜状冷凝和和滴状冷凝滴状冷凝两种方式。两种方式。膜膜状状冷冷凝凝：由由于于冷冷凝凝液液能能润润湿湿壁壁面面，因因而而能能形形成成一一层层完完整整的膜。在整个冷凝过程中，冷凝液膜是其主要热阻。的膜。在整个冷凝过程中，冷凝液膜是其主要热阻。滴滴状状冷冷凝凝：若若冷冷凝凝液液不不能能润润湿湿壁壁面面，由由于于表表面面张张力力的的作作用，冷凝液在壁面上形成许多液滴，并沿壁面落下。用，冷凝液在壁面上形成许多液滴，并沿壁面落下。蒸汽冷凝时的传热推动力是蒸汽的饱

18、和温度与壁面温度之差。蒸汽冷凝时的传热推动力是蒸汽的饱和温度与壁面温度之差。三、流体有相变时的对流传热系数三、流体有相变时的对流传热系数1 1、蒸汽冷凝时的对流传热系数、蒸汽冷凝时的对流传热系数（a a）在垂直管或垂直板上作膜状冷凝）在垂直管或垂直板上作膜状冷凝（b b）水平管壁上作膜状冷凝）水平管壁上作膜状冷凝（1 1）膜状冷凝时对流传热系数膜状冷凝时对流传热系数不不凝凝性性气气体体的的影影响响 在在蒸蒸汽汽冷冷凝凝时时不不凝凝性性气气体体在在液液膜膜表表面面形成一层气膜，使传热阻力加大，冷凝对流传热系数降低形成一层气膜，使传热阻力加大，冷凝对流传热系数降低。蒸汽流速和流向的影响蒸汽流速和流

19、向的影响蒸汽的过热蒸汽的过热流体物性流体物性:粘度、密度、导热系数、汽化热粘度、密度、导热系数、汽化热液膜两侧温差液膜两侧温差(2)(2)影响冷凝传热的因素：影响冷凝传热的因素：表面粗糙度表面粗糙度n一般换热设备中的冷凝可按膜状冷凝考虑。一般换热设备中的冷凝可按膜状冷凝考虑。n冷凝的传热系数一般都很大，如水蒸汽作膜状冷冷凝的传热系数一般都很大，如水蒸汽作膜状冷凝时的传热系数凝时的传热系数通常为通常为500015000 W/(m2)。因而传热壁的另一侧热阻相对地大，是传热过程因而传热壁的另一侧热阻相对地大，是传热过程的主要矛盾。的主要矛盾。n当蒸汽中不凝性气体的含量为当蒸汽中不凝性气体的含量为1

20、%时，可降低时，可降低60%左右。因此冷凝器应装有放气阀，以便及左右。因此冷凝器应装有放气阀，以便及时排除不凝性气体。时排除不凝性气体。工业上沸腾的方法有两种：工业上沸腾的方法有两种：（a a）管内沸腾管内沸腾：液体在管内流动时受热沸腾。液体在管内流动时受热沸腾。（b b）大大容容积积沸沸腾腾（池池内内沸沸腾腾）：加加热热壁壁面面浸浸没没在在液体中，液体在壁面受热沸腾。液体中，液体在壁面受热沸腾。沸腾传热的应用：精馏塔的再沸器、蒸发器、沸腾传热的应用：精馏塔的再沸器、蒸发器、蒸汽锅炉等。蒸汽锅炉等。2 2、液体沸腾时的对流传热系数、液体沸腾时的对流传热系数（1 1）沸腾传热的特点）沸腾传热的特

21、点 由于液体沸腾的对流传热是一个复杂的过程，由于液体沸腾的对流传热是一个复杂的过程，影响液体沸腾的因素很多，最影响液体沸腾的因素很多，最重要的是传热壁与重要的是传热壁与液体的温度差液体的温度差t。现以常压下水沸腾的情况为例，。现以常压下水沸腾的情况为例，说明对流传热的情况。说明对流传热的情况。（a）自然对流阶段）自然对流阶段 当温度差当温度差t较小时较小时(AB段段)，在加热表面上，在加热表面上有少量的汽化核心，加有少量的汽化核心，加热面附近的液层受到的热面附近的液层受到的扰动不大，传热主要以扰动不大，传热主要以自然对流方式进行。自然对流方式进行。随随t的增大而略有增大。的增大而略有增大。此阶

22、段称为此阶段称为自然对流区。自然对流区。（b）核状沸腾阶段）核状沸腾阶段当当t逐逐渐渐升高升高时时（BC段），在加段），在加热热面面上上产产生的汽化核心数生的汽化核心数目增加，目增加，由于这些蒸由于这些蒸气泡的产生、脱离和气泡的产生、脱离和上升使液体受到剧烈上升使液体受到剧烈的扰动，使的扰动，使随随t的增大而迅速增大，在的增大而迅速增大，在C点处达点处达到最大值。此阶段称为到最大值。此阶段称为核状沸腾核状沸腾。C点的温度差称为临界温度差。点的温度差称为临界温度差。（c c）膜状沸腾阶段）膜状沸腾阶段）膜状沸腾阶段）膜状沸腾阶段 当当t继续增大时继续增大时（CD段），气泡形成段），气泡形成的过快

23、，加热面逐渐被的过快，加热面逐渐被气泡覆盖，形成气膜，气泡覆盖，形成气膜，使得传热过程中的热阻使得传热过程中的热阻变大，变大，开始减小，到开始减小，到达达D点时为最小值。此点时为最小值。此阶段称为阶段称为膜状沸腾。膜状沸腾。若在继续增加t（DE段），加热面完全被蒸气泡层所覆盖，通过该蒸气泡层的热量传递是以导热和热辐射方式进行。再度随t的增大而增大。一般的传热设备通常总是控制在核状沸腾下操作。对对流流传传热热计计算算公公式式有有两两种种类类型型：准准数数关关系系式式和和纯经验公式。在应用这些方程时应注意以下几点：纯经验公式。在应用这些方程时应注意以下几点：1 1、首首先先分分析析所所处处理理的的

24、问问题题是是属属于于哪哪一一类类，如如：是是强强制对流或是自然对流，是否有相变等。制对流或是自然对流，是否有相变等。2 2、选定相应的对流传热系数计算式。、选定相应的对流传热系数计算式。3 3、当当流流体体的的流流动动类类型型不不能能确确定定时时，采采用用试试差差法法进进行行计算，再进行验证。计算，再进行验证。4 4、计算公式中的各物性数据的单位。、计算公式中的各物性数据的单位。对流传热系数小结对流传热系数小结 1 1、热热辐辐射射 物物体体由由于于热热的的原原因因以以电电磁磁波波的的形形式式向向外外发射能量的过程称为发射能量的过程称为热辐射热辐射。10-101010110210410610-

25、410-210-6射线射线无线电波无线电波微波微波X射线射线紫外紫外热射线热射线红外红外能被物体吸收而转变成热能的辐射线称作能被物体吸收而转变成热能的辐射线称作热射线。热射线。2 2、电磁波的波长范围、电磁波的波长范围及热射线及热射线 第六节第六节 热辐射热辐射一、基本慨念一、基本慨念3 3、吸收率、吸收率 A A，反射率反射率 R R 和透过率和透过率 D D（Absorption,ReflectionAbsorption,Reflection and Diaphaneity)and Diaphaneity)根据能量守恒定律：根据能量守恒定律：物体的吸收率、反射率和穿透率的大小取决于物体的吸

26、收率、反射率和穿透率的大小取决于物体的性质、物体的性质、表面状况、温度和投射辐射的波长表面状况、温度和投射辐射的波长。4 4、黑体、白体和透体、黑体、白体和透体黑体黑体 A=1 A=1 白体白体 R=1 R=1 透热体透热体 D=1D=15 5、灰体和黑度、灰体和黑度灰灰体体：能能吸吸收收所所有有波波长长范范围围的的辐辐射射能能，且且对对不不同同波波长辐射能的长辐射能的吸收率相等吸收率相等的物体称灰体。的物体称灰体。6 6、辐射传热、辐射传热 物体向外发射辐射能，同时也自周围吸收辐射能。物体向外发射辐射能，同时也自周围吸收辐射能。辐射传热辐射传热：物体间相互发射和吸收辐射能的传热过程。：物体间

27、相互发射和吸收辐射能的传热过程。物体的辐射能力物体的辐射能力物体的辐射能力物体的辐射能力是指物体在一定温度下，单是指物体在一定温度下，单是指物体在一定温度下，单是指物体在一定温度下，单位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能量，记作量，记作量，记作量，记作E E E E，单位是单位是单位是单位是W/mW/mW/mW/m2 2 2 2。单色辐射能力单色辐射能力单色辐射能力单色辐射能力是指物体在一定温度下，单位是指物体在一定温度下，单位是指物体在一定温度下，单位是指物体在

28、一定温度下，单位表面积、单位时间内发射某一波长的辐射能。记表面积、单位时间内发射某一波长的辐射能。记表面积、单位时间内发射某一波长的辐射能。记表面积、单位时间内发射某一波长的辐射能。记作作作作E E E E，单位是，单位是，单位是，单位是W/mW/mW/mW/m2 2 2 2。二、物体的辐射能力二、物体的辐射能力1 1 1 1、黑体辐射能力、黑体辐射能力、黑体辐射能力、黑体辐射能力 黑体辐射能力与其表面热力学温度的四次方成正比黑体辐射能力与其表面热力学温度的四次方成正比。C C0 0称为称为黑体的辐射常数，黑体的辐射常数，其值为其值为5.67W/m5.67W/m2 2 K K4 4。四次方定律

29、四次方定律-斯蒂芬斯蒂芬-波尔茨曼定律波尔茨曼定律由于0很小，所以常用右式来表示：（1 1 1 1）灰体辐射能力灰体辐射能力灰体辐射能力灰体辐射能力与其与其与其与其表面热力学温度表面热力学温度表面热力学温度表面热力学温度的关系的关系的关系的关系 C C称为称为灰体的辐射常数灰体的辐射常数。（2 2）黑度：定义为灰体辐射能力与黑体的辐射能）黑度：定义为灰体辐射能力与黑体的辐射能力之比。力之比。2 2 2 2、灰体的辐射能力、灰体的辐射能力、灰体的辐射能力、灰体的辐射能力常见工业材料的常见工业材料的黑度见黑度见P200P200表表4-74-73 3 3 3、物体的辐射能力与吸收能力的关系物体的辐射

30、能力与吸收能力的关系物体的辐射能力与吸收能力的关系物体的辐射能力与吸收能力的关系 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 假设有两个无限大的平行平壁：假设有两个无限大的平行平壁：壁壁壁壁1 1 1 1为灰体，壁为灰体，壁为灰体，壁为灰体，壁2 2 2 2为黑体。为黑体。为黑体。为黑体。两壁面之间为透热体。两壁面之间为透热体。两壁面之间为透热体。两壁面之间为透热体。系统对外界绝热。系统对外界绝热。系统对外界绝热。系统对外界绝热。对壁对壁1 1来说，热量的来说，热量的收支差额为：收支差额为：当两壁处于热平衡状态当两壁处于热平衡状态表明任何物体的辐射能力和吸收率的比值：表明任何物体的辐射能力和吸收率的比值：恒等于

31、同温度下黑体的辐射能力；恒等于同温度下黑体的辐射能力；并且只与温度有关。并且只与温度有关。基尔霍夫定律基尔霍夫定律对于任何灰体对于任何灰体即：灰体的吸收率，数值上等于同温度下该灰体的黑度。即：灰体的吸收率，数值上等于同温度下该灰体的黑度。比较比较即：灰体的吸收率，数值上等于同温度下该灰体的黑度。即：灰体的吸收率，数值上等于同温度下该灰体的黑度。若平行平壁的面积为若平行平壁的面积为A A，则辐射传热速率为则辐射传热速率为C C1-21-2称为称为物体物体1 1对对2 2的总辐射系数，的总辐射系数，W/mW/m2 2KK4 4。对于任意两物体之间的辐射传热速率的计算，有如下对于任意两物体之间的辐射

32、传热速率的计算，有如下普遍适用的形式。普遍适用的形式。4 4 4 4、固体间的辐射传热、固体间的辐射传热、固体间的辐射传热、固体间的辐射传热角系数角系数n n表示一个物体发射的总能量投射到另一个物体表面的分率。n n角系数为利用模型做实验测定。n n几种情况下的角系数和总辐射系数见表。8 8 对流和辐射的联合传热对流和辐射的联合传热对流和辐射的联合传热对流和辐射的联合传热 由对流传热而损失的热量为由对流传热而损失的热量为 由辐射传热而损失的热量为由辐射传热而损失的热量为 在在对对流流和和热热辐辐同同时时存存在在的的场场合合，常常将将辐辐射射传传热热也也用用对对流流传热速率方程表示：传热速率方程

33、表示：设备的总热损失为：设备的总热损失为：辐射传热系数辐射传热系数R为：为：或表示成：或表示成：n nT称为对流辐射联合传热系数，单位W/m2W/m2n空气自然对流时空气自然对流时平壁保温层外：平壁保温层外：T=9.8+0.07(tw-t)圆筒保温层外：圆筒保温层外：T=9.4+0.052(tw-t)n空气沿粗糙管壁面强制对流空气沿粗糙管壁面强制对流空气流速空气流速uu 5m/s5m/s时，时，T=6.2+4.2u空气流速空气流速u u 5m/s5m/s时，时，T=7.8u0.78n n例例 用热电偶测量管内空气温度，测得热电偶温用热电偶测量管内空气温度，测得热电偶温用热电偶测量管内空气温度，

34、测得热电偶温用热电偶测量管内空气温度，测得热电偶温度为度为度为度为420420420420，热电偶黑度为，热电偶黑度为，热电偶黑度为，热电偶黑度为0.60.60.60.6，空气对热电偶的，空气对热电偶的，空气对热电偶的，空气对热电偶的传热系数为传热系数为传热系数为传热系数为35 W35 W35 W35 W m m m m-2-2-2-2 -1-1-1-1，管内壁温度为，管内壁温度为，管内壁温度为，管内壁温度为300300300300，试求空气温度。，试求空气温度。，试求空气温度。，试求空气温度。解：解：当测量达到平衡（热电偶温度稳定不变）时：当测量达到平衡（热电偶温度稳定不变）时：当测量达到平

35、衡（热电偶温度稳定不变）时：当测量达到平衡（热电偶温度稳定不变）时：空气与热电偶的对流传热空气与热电偶的对流传热空气与热电偶的对流传热空气与热电偶的对流传热 =热电偶与管壁辐射传热热电偶与管壁辐射传热热电偶与管壁辐射传热热电偶与管壁辐射传热n n令空气温度为令空气温度为令空气温度为令空气温度为T T T Tn n=35w/m=35w/m=35w/m=35w/m2 2 2 2.k C.k C.k C.k C0 0 0 0=5.67w/m=5.67w/m=5.67w/m=5.67w/m2 2 2 2.k.k.k.k4 4 4 4 =0.6=0.6=0.6=0.6n n代入得代入得 T=523T=523