【正文】 gβΔt α=f（ l， ρ， μ ， Cp， λ， ρgβΔt） π1 =Φ（ π π3 ） 努塞爾準數(shù),Null 11 ??? ? ?????，普蘭特準數(shù)PrCp3 ?? ? ??格拉斯霍夫準數(shù),Grtgl 2233 ?? ? ???? 表示自然對流影響的準數(shù) 流傳熱時的準數(shù)關系式為流體無相變時自然對Pr),Gr(fNu ?452 對流傳熱過程的因次分析 三 應用準數(shù)關聯(lián)式應注意的問題 1. 定性溫度 1) 取流體平均溫度 t=（ t1+t2） /2 2) 取壁面溫度 tw 3) 取流體和壁面平均溫度 tm=（ tw+t） /2 2. 特征尺寸 傳熱當量直徑 傳熱周邊長流動截面積??? 4de453 流體無相變時的對流傳熱系數(shù) 一 流體在管內(nèi)作強制對流 1. 流體在 圓形管內(nèi)作強制湍流 1) 低粘度（大約低于 2倍常溫下水的粘度）液體，用迪特斯（ Dittus）和貝爾特（ Boelter）關系式 PrRe0 2 ??? idNu ?說明： 1) n的取值，當流體被加熱時， n=，被冷卻時， n= 2) 應用范圍： Re1x104， Pr120，管長與管徑比 60 3) 特征尺寸： di 4) 定性溫度： t=（ t1+t2） /2 iPrRed0 2 ?? ?453 流體無相變時的對流傳熱系數(shù) 討論（ 1）中 n的取值 – 對于大多數(shù)液體， Pr1 ? 被加熱時， ， n= ? 被冷卻時， ， n= – 對于大多數(shù)氣體 Pr 1 ? 被加熱時， ， n= ? 被冷卻時， ， n= iPrRed0 2 ?? ?453 流體無相變時的對流傳熱系數(shù) 2) 高粘度流體，用西德爾（ sieder）和塔特（ Tate）關聯(lián)式 w31 )(PrRe0 2 ???說明： w))(1 ??2) 應用范圍： Re1x104， Pr16700， l/di60 3) 特征尺寸： di 4) 定性溫度： μw取壁溫， 其余取 t=（ t1+t2） /2 )()(.)(www?????????冷卻對于氣體，不論加熱或液體被冷卻時液體被加熱時453 流體無相變時的對流傳熱系數(shù) 二 流體在管外強制對流 453 流體無相變時的對流傳熱系數(shù) 1. 流體在管束外強制垂直流動（垂直于管束流動） 管束的排列方式 ? 直列 ? 錯列 ? 正方形 ? 等邊三角形 ? 流體在錯列管束流過時，平均對流傳熱系數(shù)的計算式為： ?? 流體在直列管束流過時，平均對流傳熱系數(shù)的計算式為： ?453 流體無相變時的對流傳熱系數(shù) 說明 1) 應用范圍： Re 3000 2) 特征尺寸：管外徑 do，流速 u取流體通過每排管子中最狹窄通道處的速度 3) 管束排數(shù)為 10：若不是 10，上述計算式需乘以表 41所列系數(shù) 453 流體無相變時的對流傳熱系數(shù) 2. 流體在換熱器的管間流動 454 流體有相變時的對流傳熱系數(shù) 一、蒸汽冷凝 蒸汽冷凝方式 – 膜狀冷凝 – 滴狀冷凝 一、蒸汽冷凝 影響冷凝傳熱因素 – 冷凝液膜兩側的溫度差 Δt ? Δt?，蒸汽冷凝速率增加，液膜厚度 ?， α? – 流體物性： ρ、 μ、 λ、 γ ? ρ?， 單位體積受力 ?，流動快，膜厚 ?， α? ? μ? 膜厚 ?， α? ? λ?（通過膜導熱） α? ? 若傳熱量一定， r?，冷凝量 ?，膜厚 ?， α? – 蒸汽的流速和流向 ? 若同流，摩擦力使液膜加速，膜厚 ?， α ? ? 若逆流， α ? ? 當摩擦力超過膜重力，液膜被蒸汽吹離壁面，此時氣速 ?， α ? – 不凝氣含量的影響 :α ? – 冷凝壁面的影響 ? 壁面粗糙不平或有氧化層，使液膜厚 ?， α ? ? 管束的排列的影響 二 液體的沸騰 工業(yè)液體沸騰的方式 – 大容器沸騰： 將加熱壁面浸沒在液體中，液體在壁面受熱沸騰 – 管內(nèi)沸騰 沸騰時的傳熱 – 隨 Δt（ twts）的不同而不同 ? 當 Δt?5℃ ，自然對流 ? 當 Δt=5~25℃ ，泡核沸騰或泡狀沸騰 ? 當 Δt25℃ ，膜狀沸騰 455 壁溫的計算 1. 在間壁兩側流體的 ti和 to間設壁溫 tw 2. 由于管壁一般都為熱良導體，故可認為管壁內(nèi)外溫度相同 3. 計算 αi和 αo 4. 計算 tw siiiwsoowoR1ttR1tt???????455 壁溫的計算 例 417 在列管換熱器中兩流體進行換熱。若已知管內(nèi)、外流體的平均溫度分別為 170 ℃ 、 135 ℃ ；管內(nèi)、外流體的對流傳熱系數(shù)分別為 12 000W/（ m2 ℃ ）及 1100W/（ m2 ℃ ），管內(nèi)、外側污垢熱阻分別為 m2 ℃ /W。試估算管壁平均溫度。假設管壁熱傳導熱阻可忽略。 解： siiiwsoowoR1ttR1tt??????? 1170t 1t135 ww?????135 ℃ tw170 ℃ 170t135t ww ???tw=164 ℃ 結論： 管壁溫度接近于熱阻小的那一側流體的溫度 第七節(jié) 換熱器 471 間壁式換熱器的類型 471 間壁式換熱器的類型 管式換熱器 板式換熱器 翅片式換熱器 蛇管式換熱器套管式換熱器列管式換熱器 固定管板式換熱器 U型管換熱器 浮頭式換熱器 一 管式換熱器 蛇管式換熱器 – 沉浸式蛇管換熱器 – 噴淋式換熱器 一 管式換熱器 套管式換熱器 一 管式換熱器 列管式換熱器（熱補償方式） – 固定管板式 – U型管換熱器 – 浮頭式換熱器 一 管式換熱器 一 管式換熱器 二 板式換熱器 夾套式換熱器 板式換熱器 螺旋板式換熱器 三 翅片式換熱器 翅片管換熱器 板翅式換熱器 472 列管式換熱器的設計和選用 流體流徑的選擇 – 不潔凈、易結垢、腐蝕性、壓強高的流體走管程 – 飽和蒸汽走殼程 – 被冷卻流體走殼程 – 粘度大的流體走殼程 流體流速的選擇 管子的排列方法的選擇 管程和殼程數(shù)的選擇 折流擋板的選擇 外殼直徑的選擇 材料的選擇 主要附件 473 各種間壁式換熱器的傳熱強化途徑 增大傳熱面積 增大平均溫度差 增大總傳熱系數(shù) – 增大流速 – 防止結垢和及時清除污垢