化工原理傳熱課件

化工原理傳熱課件第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一6.3對(duì)流給熱6.3.1概說（1）流體無相變強(qiáng)制對(duì)流傳熱自然對(duì)流傳熱（2）流體有相變蒸汽冷凝液體沸騰1對(duì)流給熱過程的分類第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2對(duì)流傳熱過程的分析第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一3兩種對(duì)流形式第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一（加熱）（冷卻）6.3.2對(duì)流給熱速率第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一3、各無因次數(shù)群的物理意義①Re→表示流動(dòng)狀態(tài)影響的準(zhǔn)數(shù)②Nu→表示對(duì)流傳熱系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)③Gr→表示自然對(duì)流影響的準(zhǔn)數(shù)④Pr→表示物性影響的準(zhǔn)數(shù)傳熱面的特征尺寸，可以是管內(nèi)徑或外徑，或平板高度等，m第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一4、定性溫度①取流體的平均溫度（進(jìn)、出口平均溫度）②取壁面的平均溫度tW③取流體和壁面的平均溫度（膜溫）tm＝（tW＋t）/2使用時(shí)按公式規(guī)定第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一6.3.3無相變流體的α經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一適用于Re＞104，Pr＝0.5~100的各種液體（液態(tài)金屬除外）第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一b.L/d＜30~40的短管c.d.第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一f.

環(huán)隙套管變量分析問題：e.第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一條件：第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一3.

管外強(qiáng)制對(duì)流的α第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一6.4沸騰給熱與冷凝給熱1.

分類：大容積沸騰管內(nèi)沸騰過冷沸騰飽和沸騰液體與高溫壁面接觸被加熱汽化，并產(chǎn)生氣泡的過程稱為液體沸騰。α大應(yīng)用：蒸發(fā)器、再沸器、蒸汽鍋爐等。6.4.1沸騰給熱按沸騰所處的空間：按沸騰液體所處的溫度：第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一沸騰的條件：過熱度和汽化核心（1）過熱度：（2）汽化核心：凹縫側(cè)壁對(duì)氣泡有依托作用，表面功小微量氣體，成為氣泡的胚胎psTs

PVTV

pT2.沸騰傳熱機(jī)理第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一3.

大容積飽和沸騰曲線臨界點(diǎn)△Tc,qc,αc

第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一4.

沸騰給熱過程的影響因素（1）液體和蒸汽的性質(zhì)：σ、μ、λ、Cp、γ、ρλ↑ρ↑，α↑；μ↑σ↑，α↓（2）加熱表面的粗糙情況和表面物理性質(zhì)新的或清潔的面，α大；油垢，α??；粗糙度適中（3）△t（4）P

P↑則ts↑，使σ、μ↓，有利于氣泡的形成和脫離，α↑5.

沸騰過程的強(qiáng)化表面粗糙化加入添加劑第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一6.4.2

蒸汽冷凝給熱汽相沒有溫度梯度，熱阻集中在冷凝液膜內(nèi)飽和蒸汽加熱的優(yōu)點(diǎn)：溫度恒定，α大第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2.

垂直管外層流（平均）冷凝給熱系數(shù)L↓第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一注：膜溫下凝液的物性，ts下的r假定：液膜呈層流流動(dòng)，液膜內(nèi)的傳熱方式為純導(dǎo)熱蒸汽靜止或流速很小，對(duì)液膜無摩擦阻力第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一（垂直管）第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一4、垂直管湍流時(shí)的冷凝給熱系數(shù)垂直管層流第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一5.影響冷凝給熱的因素及強(qiáng)化措施

（1）流體的物性和△t

ρ↑μ↓，δ↓α↑；γ↑則q一定時(shí)W↓，α↑

層流時(shí)，△t↑δ↑

，α↓

（2）不凝氣體的影響→定期排放不凝氣

（3）蒸汽過熱的影響

（4）蒸汽流速及流向的影響強(qiáng)化思路→減少液膜厚度第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一6.5熱輻射第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

a、r、d的大小取決于物體的性質(zhì)、表面狀況、溫度和投射輻射的波長，一般固體、液體：a+r=1

氣體：a+d=1黑體：a=1黑光金屬、黑煙煤近似黑體白體（鏡體）：r=1雪霜、磨光銅表面近似白體透熱體：d=1單元子和對(duì)稱雙原子氣體第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一物體的輻射能力：指物體在一定溫度下，單位時(shí)間、單位表面積上所發(fā)出的全部波長的總能量。（E）W/m2第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一灰體在一定溫度下的輻射能力和吸收率的比值，恒等于同溫度下黑體的輻射能力，即只和物體的絕對(duì)溫度有關(guān)。另一表達(dá)式：第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一相距很近的平行黑體平板，面積相等且足夠大，則第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第36頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一遮熱板黑度越低效果越好第37頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第38頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一6.5.2氣體輻射

單原子及分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱的雙原子氣體，無輻射能力也無