Chap 4-5(4课时).pptVIP

§4.5 对流传热系数关联式 §4.5.1 对流传热系数的影响因素 §4.5.2 对流传热过程的因次分析 §4.5.3 流体无相变时的对流传热系数 §4.5.4 流体有相变时的对流传热系数 §4.5.1 对流传热系数的影响因素 §4.5.2 因次分析法在对流传热中的应用 §4.5.3 流体无相变时的对流传热系数 §4.5.4 流体有相变时的对流传热系数 修正后 定性尺寸： L取垂直管或板的高度。 定性温度： 蒸汽冷凝潜热r取其饱和温度ts下的值，其余物性取液膜平均温度。 应用范围： 若膜层为湍流（Re＞1800）时 滞流时，Re值增加，α减小； 湍流时，Re值增加，α增大。 修正后 若用无因次冷凝传热系数 来表示，可得： b) 蒸汽在单根水平管外冷凝 c) 蒸汽在水平管束外冷凝 3）影响冷凝传热的因素 a）冷凝液膜两侧的温度差△t 当液膜呈滞流流动时，若△t加大，则蒸汽冷凝速率增加，液膜厚度增厚，冷凝传热系数降低。 b）流体物性 液膜的密度、黏度及导热系数，蒸汽的冷凝潜热，都影响冷凝传热系数。 c）蒸汽的流速和流向 蒸汽和液膜同向流动，厚度减薄，使α增大； 蒸汽和液膜逆向流动，α减小，摩擦力超过液膜重力时， 液膜被蒸汽吹离壁面，当蒸汽流速增加，α急剧增大； d）蒸汽中不凝气体含量的影响 蒸汽中含有空气或其它不凝气体，壁面可能为气体层所遮盖，增加了一层附加热阻，使α急剧下降。 e）冷凝壁面的影响 若沿冷凝液流动方向积存的液体增多，液膜增厚，使传热系数下降。 例如管束，冷凝液面从上面各排流到下面各排，使液膜逐渐增厚，因此下面管子的α要比上排的为低。 冷凝面的表面情况对α影响也很大，若壁面粗糙不平或有氧化层，使膜层加厚，增加膜层阻力，α下降。 为了减薄下面管排上液膜的厚度，把管子的排列旋转一定的角度，使冷凝液沿下一根管子的切向流过。 2、液体沸腾时的对流传热系数 液体沸腾 大容积沸腾 管内沸腾 1）沸腾曲线 当温度差较小时，液体内部产生自然对流，α较小，且随温度升高较慢。 当△t逐渐升高，在加热表面的局部位置产生气泡，该局部位置称为气化核心。气泡产生的速度随△t上升而增加， α急剧增大。称为泡核沸腾或泡状沸腾。 当△t再增大，加热面的气化核心数进一步增多，且气泡产生的速度大于它脱离表面的速度，气泡在脱离表面前连接起来，形成一层不稳定的蒸汽膜。 当△t再增大，由于加热面具有很高温度，辐射的影响愈来愈显著，α又随之增大，这段称为稳定的膜状沸腾。 由泡状沸腾向膜状沸腾过渡的转折点C称为临界点。 临界点所对应的温差、热通量和对流传热系数分别称为临界温差、临界热通量和临界对流传热系数。 工业生产中，一般应维持在泡状沸腾区域内操作 。 2）沸腾传热系数的计算 式中： ——壁面过热度。 ——对比压强 应用条件： 3）影响沸腾传热的因素 a) 液体性质的影响 一般情况下，α随λ、ρ的增加而加大，而随μ和σ增加而减小。 b) 温度差△t的影响 c) 操作压强的影响 提高沸腾压强，液体的表面张力和粘度均下降，有利于气泡的生成和脱离，强化了沸腾传热。在相同△t的下，传热系数α增加。 d) 加热表面的影响 新的或清洁的加热面，α较高。当壁面被油脂沾污后，会使α急剧下降。 壁面愈粗糙，气泡核心愈多，有利于沸腾传热。 加热面的布置情况，对沸腾传热也有明显的影响。 作业：P278 习题10, 13，20 第四章 传热 * 1、流体的种类和相变化的情况 2、流体的物性 1）导热系数 λ 滞流内层的温度梯度一定时，流体的导热系数愈大，对流传热系数也愈大。 2）黏度 μ 流体的黏度愈大，对流传热系数愈低。 3）比热和密度 cp ρ ρcp：单位体积流体所具有的热容量。 ρcp值愈大，流体携带热量的能力愈强，对流传热的强度愈强。 （4）体积膨胀系数 β 体积膨胀系数β值愈大，密度差愈大，有利于自然对流。对强制对流也有一定的影响。 3、流体的温度 4、流体流动状态 u 湍流的对流传热系数远比滞流时的大。 5、流体流动的原因 强制对流： 自然对流： 由于外力的作用迫使流体流动。 由于流体内部存在温度差，使得各部分的流体密度不同，引起流体质点的位移 单位体积的流体所产生的升