傳熱及傳熱設(shè)備概論(編輯修改稿)
2025-03-05 16:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 本量綱 4個(gè)：長(zhǎng)度 L，時(shí)間 T，質(zhì)量 M，溫度 ?無(wú)量綱特征數(shù) （ 84） =4無(wú)相變時(shí)第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對(duì)流傳熱安全工程專業(yè)課件1. 努塞爾特 （ Nusselt ）數(shù)表示對(duì)流傳熱系數(shù)的特征數(shù)2. 雷諾 （ Reynolds）數(shù)反映流體的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)對(duì)流傳熱的影響第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對(duì)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(duì)對(duì)流傳熱的影響4. 格拉斯霍夫（ Grashof）準(zhǔn)數(shù)表示自然對(duì)流 對(duì)對(duì)流傳熱的影響一般形式： Nu=f (Re, Pr, Gr)簡(jiǎn)化：強(qiáng)制對(duì)流 Nu=f (Re, Pr) 自然對(duì)流 Nu=f (Pr, Gr)第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對(duì)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(zhǎng)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(duì)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(duì)流傳熱安全工程專業(yè)課件五、無(wú)相變時(shí)對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)流傳熱安全工程專業(yè)課件2. 圓形直管內(nèi)流體處于過(guò)渡區(qū)時(shí)的對(duì)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(duì)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(duì)流造成了徑向流動(dòng)，強(qiáng)化了對(duì)流傳熱過(guò)程。對(duì)于液體第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對(duì)流傳熱安全工程專業(yè)課件? 自然對(duì)流可以忽略： Gr 25000? 自然對(duì)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(duì)流傳熱安全工程專業(yè)課件（二）流體在管外強(qiáng)制對(duì)流傳熱1. 流體在管束外垂直流過(guò)第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對(duì)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(duì)流傳熱系數(shù)：第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第三節(jié) 對(duì)流傳熱安全工程專業(yè)課件2．流體在換熱器管間的流動(dòng)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(duì)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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)流傳熱安全工程專業(yè)課件（三）自然對(duì)流時(shí)的對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)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(guò)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(dòng)， qm qm2為常數(shù)； （ 2） cp cp2為常數(shù)； （ 3） K沿管長(zhǎng)不變化； （ 4）熱損失忽略不計(jì)。AT2t1t2T1dTdtdA ?t2?t1?t=Tt對(duì)于微元：第三章 傳熱及傳熱設(shè)備第四節(jié) 傳熱過(guò)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(guò)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(duì)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(guò)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(guò)程計(jì)算安全工程專
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