【正文】 Re＜ 2300， ＞ 10， ＜ Pr＜ 6700 特性尺寸：管內(nèi)徑 di； 定性溫度：除粘度 μ w取壁溫外 ， tm=（ t1+t2） /2 (3)流體在圓形直管內(nèi)處于過(guò)渡區(qū)域時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù) Re=2300～ 10000之間時(shí) ， 用湍流公式計(jì)算出 a值后再乘以校正系數(shù) （ 4） 流體在非圓形管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù) ① di→de ， 誤差較大 。 ① 取流體的平均溫度 tm=（ t1+t2） /2 ② 取壁面的平均溫度 tm =tw ③ 取流體與壁面的平均溫度 (膜溫 ) tm=(tw+t)/2 （ 4） 準(zhǔn)數(shù)中的物理量單位要一致 流體無(wú)相變時(shí)對(duì)流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式 強(qiáng)制對(duì)流傳熱和自然對(duì)流 。 （ 3） 定性溫度 定性溫度：確定準(zhǔn)數(shù)中流體物性 (μ,λ， ρ， Cp)的溫度 。 若流體的體積膨脹系數(shù)為 β，則 ρ1與 ρ2的關(guān)系為 ρ1=ρ2(1+βΔt)， Δt= t2 t1。 強(qiáng)制對(duì)流： Re↑， α↑ 自然對(duì)流：密度不同所產(chǎn)生的浮升力引起的流動(dòng)。 (5) 流體流動(dòng)的原因 強(qiáng)制對(duì)流 ， 外部機(jī)械作功， 一般流速較大， α 也 較大 。 (4) 流體的流動(dòng)狀態(tài) 層流和湍流 Re↑ ， 湍動(dòng)程度 ↑ ， δ t ↓ ， α ↑ 。 例：水 強(qiáng)制對(duì)流， 蒸汽冷凝 KmW 2/10000250 ?：?KmW 2/150005000 ?：?2) 流體的物理性質(zhì) ρ 、 Cp、 λ 、 μ 等； λ ： ρ ： CP： μ ： ?? ?? ,??? ?? , eRCmkJC P 03 ./,量：?jiǎn)挝惑w積流體的熱容??? ?? ，PC??? ?? ， eR3 流體的溫度 流體溫度對(duì)對(duì)流傳熱的影響表現(xiàn)在流體溫度與壁面溫度之差以及流體物性隨溫度的變化。 )()( 11m i nm a x tTWcQ p ??計(jì)算傳熱效率 (WCp)h較小時(shí) (WCp)c較小時(shí) 11211121)()()()(tTTTtTWcTTWchPhPh ???????11121112)()()()(tTtttTmcttmccPcPc ???????2 傳熱單元數(shù) (NTU) 對(duì)微元傳熱面積 dS： dStTKdtcWdTcWdQ cPchPh )( ?????Pcc cWK d StTdt ??對(duì)于冷流體 pccScPcttc cWKScWK d StTdtN T U ???? ??021)(hPh cWK dStTdT ???對(duì)于熱流體 pchShPhTTh cWKScWK d StTdTN T U ???? ??012)(pccc cWKSN T U ?)(cpcc N T UKcWS )(?cpcc N T UdKncWL )(??dKncWH pccc??令cc N T UHL )(?則Hc基于冷流體的傳熱單元長(zhǎng)度， m 傳熱效率 ε 與傳熱單元數(shù) NTU的關(guān)系 P241 ),(m a xm i nCCN T Uf??整理：不同流型 (并流、逆流、折流 )，具體函數(shù)關(guān)系不同（書(shū) P241） 對(duì)流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式 影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素 (1) 流體的的種類和狀態(tài) 液體 、 氣體 、 蒸汽 、 是否有相變化 。 一、 傳熱效率 m a x??最大傳熱量實(shí)際傳熱量?T1 T2 t1 t2 實(shí)際傳熱量 ： mPccPhh tKSttcWTTcWQ ?????? )()( 1221最大傳熱量 ： 換熱器某一端達(dá)到傳熱平衡 (兩流體溫度相等 )， 傳熱過(guò)程結(jié)束，傳熱量達(dá)到最大值。 （換熱面積是已知） 傳熱單元數(shù)法 操作型計(jì)算 已知 :T1 ,t1 ,Wc,Wh,K,S 求 :T2 、 t2 mPCCPhh tKStcWTcWQ ??????聯(lián)立方法 操作型： Δ tm為非線性方程，需要試差求解。 殼程 :管外的流程 ,殼程流體 。Δ tm逆 ? Δ t =f(R， P) ? Δ t恒小于 1， 故錯(cuò)流和折流時(shí)的平均溫度差總小于逆流 。 解 并流： 250→180 100→160 ℃ 150 20 逆流： 250→180 160←100 ℃ 90 80 逆流操作時(shí)，因 Δ t1/Δ t2=90/802，可以用算術(shù)平均值， Δ tm = (Δ t1+Δ t2)/2=(90+80)/2=85℃ 當(dāng)兩種流體的進(jìn) 、 出口溫度皆已確定時(shí) ， 逆流時(shí)的平均溫度差比并流時(shí)大 。 進(jìn) 、 出口條件相同時(shí) 并逆 , mm tt ???例 46 現(xiàn)用一列管式換熱器加熱原油，原油在管外流動(dòng)，進(jìn)口溫度為 100℃, 出口溫度為 160℃ ；某反應(yīng)物在管內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)口溫度為250℃ ，出口溫度為 180℃ 。 當(dāng) Δt1/Δt22： 算術(shù)平均值 Δtm = (Δt1+Δt2)/2 ① 當(dāng)一側(cè)變溫另一側(cè)流體恒溫：并流或逆流的平均溫度差相等； ② 當(dāng)兩側(cè)流體變溫傳熱：并流和逆流時(shí)的平均溫度差則不同 。 錯(cuò)流：換熱的兩種流體呈垂直方向流動(dòng) 。 ? 流體變溫 th tc1 tc2 th1 tc th2 (a ) (b) 一側(cè)流體變溫時(shí)的溫差變化 ? 一側(cè)流體恒溫另一側(cè)流體變溫 tTt ???(1)流動(dòng)型式 并流：換熱的兩種流體以相同的方向流動(dòng) 。（ 3）若將蒸汽側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)增大一倍，總傳熱系數(shù)有何變化。 圓筒壁： So≠Si≠Sm， SO=πdOL， Si=πdiL， Sm=πdmL。 T1 T2 t2 t1 Tw tw 各部分傳熱速率方程： 管內(nèi)側(cè)流體： 管壁導(dǎo)熱： 管外側(cè)流體： 對(duì)穩(wěn)態(tài)傳熱 ， )( wii TTSQ ?? ?)( wwm tTSbQ ?? ?)(00 ttSQ w ?? ?omi ???T1 T2 t2 t1 Tw tw mwwiiwSbtTSTTQ??????1001Stt w???0011SSbStTQmii ???????因此，?? ??Rt00111SSbSKS mii ??????令：000111SSbSKS mii ??????omoiio dbdddK ???11 0 ???ooimiii dddbdK ?????? 11oomiimm ddbddK ??????1oommii SKSKSK ??如果考慮污垢熱阻 工程上規(guī)定，以傳熱管外表面積 So為基準(zhǔn) 000 111???????? SomioSiiioRddbddRddKioiomdddddln??其中，）（一般?。?iom ddd ?? 21若傳熱面為平壁或薄管壁時(shí)： moi SSS ??SoSiimioRbRKKK???????211111???2111????ioK（忽略管壁熱阻和污垢熱阻） 結(jié)論： K值總是接近熱阻大的一側(cè)流體的 a值 （ a小 ） ，總熱阻由熱阻較大一側(cè)流體控制 ， 如果要提高 K， 首先要提高 a小 。 總傳熱速率方程和總傳熱系數(shù) 1 總傳熱速率方程 mtKSQ ??、總傳熱速率方程：1K：總傳熱系數(shù)， W/m2K 注意 ： K與 S相對(duì)應(yīng)，同選 Si、 Sm或 So oommii SKSKSK ??2 總傳熱系數(shù) 獲取方法： ① 選取經(jīng)驗(yàn)值 P229 ② 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 K值； Q S Δ tm→K ③ 計(jì)算 。t39。 1圖41 4 平壁兩側(cè)對(duì)流傳熱時(shí)沿?zé)崃鞣较虻臏囟确植记闆rT wTt wttsQ ?? ?St?1??KmW 2/：對(duì)流傳熱膜系數(shù)，?牛頓冷卻定律 說(shuō)明 ： 實(shí)驗(yàn)定律； 對(duì)壁面兩側(cè)流體（冷、熱），均適用； 熱流體： )( whh TTSQ ?? ?STThw?1??)( ttSQ wcc ?? ?冷流體 ： Sttcw?1??α 是計(jì)算關(guān)鍵，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定 對(duì)流傳熱機(jī)理簡(jiǎn)介 熱邊界層的概念 熱邊界層 近壁處，流體溫度 顯著變化的區(qū)域 δ1tyu t wtt ∞t39。 簡(jiǎn)化：傳熱邊界層 ， δ t又難以測(cè)定 ， 以 α 代替 λ /δ t 牛頓冷卻定律： Δt—對(duì)流傳熱溫度差 ， ℃ ； δ 39。 由于流體 λ 較小 ， 熱阻較大 。 流體靠外加動(dòng)力流動(dòng)，造成對(duì)流。 問(wèn)題：與流體流動(dòng)狀況是否相關(guān) 對(duì)流與流體流動(dòng)狀況密切