傳熱及傳熱設(shè)備概論(編輯修改稿)
2025-03-05 16:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 本量綱 4個(gè)：長度 L，時(shí)間 T，質(zhì)量 M，溫度 ?無量綱特征數(shù) （ 84） =4無相變時(shí)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1. 努塞爾特 （ Nusselt ）數(shù)表示對流傳熱系數(shù)的特征數(shù)2. 雷諾 （ Reynolds）數(shù)反映流體的流動狀態(tài)對對流傳熱的影響第三章 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3. 普蘭 特（ Prandtl）數(shù)反映流體的物性對對流傳熱的影響4. 格拉斯霍夫（ Grashof）準(zhǔn)數(shù)表示自然對流 對對流傳熱的影響一般形式： Nu=f (Re, Pr, Gr)簡化：強(qiáng)制對流 Nu=f (Re, Pr) 自然對流 Nu=f (Pr, Gr)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)課件使用特征數(shù)關(guān)聯(lián)式時(shí)應(yīng)注意：1. 定性溫度： 流體進(jìn)出口的平均溫度、壁面的平均溫度、流體和壁面的平均溫度。2. 定型尺寸： 傳熱面幾何特征的長度。3. 特征速度： 流體的速度。4. 熱流方向?qū)Ρ砻鎮(zhèn)鳠嵯禂?shù) ?的影響 要表明液體物性對的影響僅用定性溫度是不夠的，還需要指明熱流方向。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)課件五、無相變時(shí)對流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式（一）流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對流1. 圓形直管內(nèi)的強(qiáng)制湍流（ 1）應(yīng)用范圍： Re 104, Pr=~160, L/d 60, 氣體或低粘度的液體（ ?2 ?水 ）（ 2）定性溫度：流體進(jìn)出口的算術(shù)平均 值（ 3）特征尺寸：管內(nèi)徑流體被加熱 n=流體被冷卻 n=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)課件討論：（ 1）加熱與冷卻的差別：液體氣體第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對流傳熱安全工程專業(yè)課件物性一定時(shí)：（ 2）影響因素：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)課件公式修正：（ 1）當(dāng) L/d 60，乘校正系數(shù) ；（ 2）高粘度液體 （ ?2 ?水 ）工程處理：加熱：冷卻：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（ 3） 彎管（ 4）非圓形管道用當(dāng)量直徑計(jì)算。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. 圓形直管內(nèi)流體處于過渡區(qū)時(shí)的對流傳熱系數(shù) 2300 Re 104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3. 圓形直管內(nèi)強(qiáng)制層流（ 1）隨熱流方向不同，速度分布情況不同；（ 2）自然對流造成了徑向流動，強(qiáng)化了對流傳熱過程。對于液體第三章 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? 自然對流可以忽略： Gr 25000? 自然對流不能忽略： Gr25000乘校正因子： 適用范圍：定性溫度：特征尺寸：管內(nèi)徑第三章 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（二）流體在管外強(qiáng)制對流傳熱1. 流體在管束外垂直流過第三章 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 應(yīng)用范圍： Re=5000~70000。 x1/d=~5。 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，進(jìn)而提高殼程的 ?。圓缺形折流擋板： 定性溫度：應(yīng)用范圍： Re=2103～ 106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)課件正方形排列：正三角形排列：特征尺寸 ：（ 1） 當(dāng)量直徑 de d0tt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）流速 u按流通截面最大處的截面計(jì)算：式中 h—— 兩塊折流擋板間距離， m； D—— 換熱器殼徑， m；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（三）自然對流時(shí)的對流傳熱系數(shù)定性溫度：膜溫（ tm+tw） /2特征尺寸：垂直的管或板為高度 H 水平管為管外徑 d0各種情況下的 C、 n值及特征尺寸不同。 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)課件總傳熱速率方程式中 Q──傳熱速率， W ； ?tm──兩流體的平均溫度差， ℃ ； A──傳熱面積， m2； K──總傳熱系數(shù)， W/(m 2℃ ) 。第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計(jì)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(cuò)流 折流第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計(jì)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(jì)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(jì)。AT2t1t2T1dTdtdA ?t2?t1?t=Tt對于微元：第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計(jì)算安全工程專業(yè)課件T1T2t2t1Q而第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計(jì)算安全工程專業(yè)課件 逆流、并流均適用； 當(dāng) ?t2/?t12，則可用算術(shù)平均值?！?對數(shù)平均溫度差第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計(jì)算安全工程專業(yè)課件2. 錯(cuò)流與折流查圖? ? 1 ? ?tm ?tm逆 —— ? 若 ? ，溫差損失大，傳熱不穩(wěn)定； 應(yīng)改變流型第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過程計(jì)算安全工程專
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