傳熱及傳熱設(shè)備概論(文件)
【正文】 氣體： ? =0 ?+? =1第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件二、物體的輻射能力 物體在一定溫度下，單位表面積、單位時間內(nèi)所發(fā)射的全部輻射能 (波長從 0到 ?), E表示 , W/m 2?──黑體輻射 常數(shù) , 108W/(m 2 .K4)（一）黑體斯蒂芬 波爾茨曼定律四次方定律表明，熱輻射對溫度特別敏感Cb──黑體輻射 系數(shù) , (m 2 .K4)第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件 （二）實(shí)際物體黑度： ?1 ?=f(物體的種類、表面溫度、表面狀況 )C—— 灰體的輻射系數(shù)， C= ?Cb?是物體輻射能力接近黑體輻射能力的程度 —— 實(shí)驗(yàn)測定第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件（三）克?；舴蚨蓪殷w :熱交換達(dá)到平衡時 T1=T2, q=0任意物體 :T1 T2?1 ? 2=1E1Eb（ 1?1） Eb?1Eb Ⅰ灰體 Ⅱ 黑體 克?；舴蚨傻谌? 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件 結(jié)論：（ 1）物體的輻射能力越強(qiáng)，其吸收率越大（ 2） ?=? 同溫度下，物體的吸收率與黑度數(shù)值上相等（ 3） ? ＜１， E＜ Eb在任何溫度下、各種物體中以 黑體 的輻射能力為最大第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件（一）輻射傳熱速率三、兩固體間的相互輻射① 兩面積無限大的平行平板② 兩平面有限大的平行平板第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件③ 一物體被另一物體包圍若外圍為黑體， ?1=1 或 A2 》 A1，則 C12=C1=Cb?1第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件 1. 溫度的影響 Ｑ ? ?T4；低溫可忽略，高溫可能成為主要方式 2. 幾何位置的影響 3. 表面黑度的影響 Ｑ ? ?，可通過改變 ?大小強(qiáng)化或減小輻射傳熱 4. 輻射表面間介質(zhì)的影響 減小輻射散熱，在兩換熱面加遮熱板（ ?小熱屏）（二）影響輻射傳熱的主要因素第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件四、高溫設(shè)備及管道的熱損失對流： 輻射： 令 ?=1 總熱損失： ?T—— 對流 輻射聯(lián)合傳熱系數(shù)， W/(m ) 第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件（ 1）空氣自然對流， tW 150?C（ 2）空氣沿粗糙壁面強(qiáng)制對流管道及圓筒壁保溫層外空氣速度 u5m/s 平壁保溫層外空氣速度 u=5m/s第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件一、換熱器的分類? 按用途分類 加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器? 按冷、熱流體熱量交換方式分類混合式、蓄熱式、間壁式第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第六節(jié) 換熱器安全工程專業(yè)課件二、間壁式換熱器的類型（一）夾套換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單缺點(diǎn)：A?。? 釜內(nèi) ?小強(qiáng)化措施：釜內(nèi)加攪拌； 釜內(nèi)加蛇管外循環(huán)第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件（二）蛇管換熱器1. 沉浸式強(qiáng)化措施： 容器內(nèi)加攪拌器，提高 K優(yōu)點(diǎn)：? 結(jié)構(gòu)簡單? 管內(nèi)能耐高壓缺點(diǎn)：? 管外 ?小第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件2. 噴淋式優(yōu)點(diǎn)：? 結(jié)構(gòu)簡單? 管內(nèi)能耐高壓? 管外 ? 比沉浸式大缺點(diǎn)：? 噴淋不易均勻? 占地面積大第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件（三）套管換熱器優(yōu)點(diǎn)：? 結(jié)構(gòu)簡單? 能耐高壓? ? (K)或 ?tm大缺點(diǎn)：? 結(jié)構(gòu)不緊湊 A/V小? 接頭多，易漏第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件（四）列管換熱器管板、管束、封頭、殼體第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第五節(jié) 輻射傳熱安全工程專業(yè)課件1. 固定管板式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單；但殼程檢修和清洗困難。第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計算安全工程專業(yè)課件三、壁溫的計算穩(wěn)態(tài)傳熱 （ 1） ?大， b/?Am?。ū谧栊。??tW ?TW第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計算安全工程專業(yè)課件TW 接近于 T，即 ?大 (熱阻小 )側(cè)流體的溫度 （ 3）兩側(cè)有污垢 （ 2）當(dāng) tW =TW 第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計算安全工程專業(yè)課件四、傳熱計算總傳熱速率方程熱量衡算式 (熱負(fù)荷 )無相變 有相變 應(yīng)用條件： 定態(tài)流動， qm為常數(shù)； cP為常數(shù)； K為常數(shù)； 忽略熱損失。K)/W（三）提高 K值的討論 設(shè)法減小 控制熱阻 。第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計算安全工程專業(yè)課件3. 溫度差分布逆流時的溫度差分布更均勻。第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計算安全工程專業(yè)課件（一）恒溫傳熱（二）變溫傳熱 ?tm與流體流向有關(guān)一、傳熱平均溫度差逆流 并流 錯流 折流第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計算安全工程專業(yè)課件1. 逆流與并流t2 t1T1T2t1 t2T1T2 t2tAt1T2T1逆流 t2tAt1T2T1并流第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計算安全工程專業(yè)課件以逆流為例推導(dǎo) ?tm假設(shè)：（ 1）穩(wěn)態(tài)流動， qm qm2為常數(shù)； （ 2） cp cp2為常數(shù)； （ 3） K沿管長不變化； （ 4）熱損失忽略不計。 x2/d=~5 特征尺寸：管外徑；流速取各排最窄通道處 定性溫度：進(jìn)、出口溫度平均值Nu=C? Ren 平均對流傳熱系數(shù)：第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對流傳熱安全工程專業(yè)課件2．流體在換熱器管間的流動折流擋板形式：圓缺形、圓環(huán)形第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對流傳熱安全工程專業(yè)課件設(shè)置折流擋板目的 ：增加殼程流體的湍動程度
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