(农学)中国农业大学食品工程原理课件第2章.ppt

以αV和αH分别表示管垂直和水平放置时的冷凝传热系数(注意N=1)，两式相除得： αH/αV=(0.725/1.13)(L/d0)1/4 =(0.725/1.13)(2/0.05)1/4 =1.61 ∴ αH=1.61αV=1.61×5380=8662W/(m2·K) Ws=1.61×0.015=0.0242 kg/s （2）单根水平管外冷凝 液膜厚度及流动状况是影响冷凝传热的关键。凡是影响液膜状况的因素都会影响冷凝传热。 3.8.3 影响冷凝传热的因素及强化 3.9.1 液体沸腾的分类 液体与温度高于其饱和温度的壁面接触被加热汽化、并产生气泡的过程称为液体沸腾或沸腾传热。 大容器内沸腾（池内沸腾）：液体的运动仅仅由液体与加热面间的温差所引起； 强制对流沸腾：液体被强制流过加热面而沸腾。 3.9 沸腾传热 （以下仅讨论大容器内的饱和沸腾。） 3.9.2 液体沸腾曲线 沸腾分三个阶段： ①自然对流阶段(ΔT≤5 ℃)； ②泡核沸腾阶段（ΔT=5～25 ℃）； ③膜状沸腾阶段（ΔT＞25 ℃）。 由泡核沸腾向膜状沸腾过渡的转折点C称为临界点。 (1)莫斯金斯基（Mostinski）经验式 α=1.163Z(ΔT)2.33 式中:ΔT=TW-TS为沸腾传热温差； Z为与操作压强及沸腾液体的临界压强有关的参数。 3.9.3 沸腾传热系数的计算式 R=P/Pc为对比压强，无因次； P为操作压强，kPa；Pc为临界压强，kPa。 上式的应用条件为： Pc3000 kPa，R=0.01～0.9，qqc。 临界热流密度qc可按下式计算： qc=380PcR0.35 (1-R)0.9 (2)若液体为水，可用下述计算式： α=C（ΔT）n(P/Pa)0.4 式中：P，Pa-分别为操作压强和标准大气压强。 常数C、n值与加热面的设置及热流密度q有关，见下表： 加热面 q/(W/m2) C n 水平面 q15800 15800q236000 1040 5.56 1/3 3 竖直面 q3150 3 150q63100 539 7.95 1/7 3 热辐射 ：物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程。 4.1 基本概念 4 辐射传热 只有彼此看得见的物体才能进行辐射传热。 有实际意义的热辐射波长在0.1～100 μm。 (2)辐射能的吸收、反射和透过 根据能量守恒定律，可得 QA+QR+QD=Q 或 QA/Q+QR/Q+QD/Q=1 或 A+R+D=1 式中A，R，D分别称为该物体对投射辐射的吸收率、反射率和透过率。 若A=1，黑体； 若R=1，镜体(绝对白体)； 若D=1，透热体。 A、R、D=f(表面性质、T和λ投射) 一般，固体和液体的D=0；气体的R=0。 灰体：能以相同的吸收率且部分地吸收所有波长范围的辐射能的物体。 灰体有以下特点： ①吸收率与投射辐射的波长无关； ②是不透热体，即A+R=1。 4.2 物体的辐射能力 (1)斯蒂芬-波尔兹曼定律 物体的辐射能力E：在一定温度下，单位表面积、单位时间内所发射的全部波长的总能量， W/m2。 理论研究表明，黑体的辐射能力服从下列斯蒂芬-波尔兹曼定律： Eb=σ0T4 式中：σ0-黑体的辐射常数， σ0=5.67×10-8 W/(m2·K4)； T-黑体表面的绝对温度，K。 该定律也称四次方定律。 实际物体在一定温度下的辐射能力恒小于同温度下黑体的辐射能力。 黑度（发射率）ε： 实际物体与同温度黑体的辐射能力的比值，即 ε=E/Eb 一般ε由实验测定，常用工业材料的黑度见表2-11。 (2)克希霍夫定律 E/A=Eb 该式与黑度的定义式比较可得： A=ε 上式表明灰体的吸收率在数值上等于同温度下的黑度。 因此，物体的吸收率越大，其辐射能力也越大。也就是说，善于吸收的物体必善于辐射。 4.3 两固体表面间的辐射传热 （1）两个灰体表面构成的封闭空间 由物体1和物体2的表面构成的封闭空间如图所示。 辐射传热量计算式: 在应用上式时，S1为被围住的小物体1的凸表面积，带有下标“1”的参数均指小物体1的相关参数。 若两灰体表面构成两无限大平行平面，则S1=S2，有 又若S1 S2，即S1/S2≈0（例如在一个大房间内放置一个电炉），则有 Q12=σ0S1ε1