化工原理29-30学时

1总结对流传热：(,,,,,,)pflcugtlNuReluPrpc322lgtGr()=()wwQATTAtt2圆形直管内强制对流：0.80.023RePrnNu0.8130.027RePrNu低黏度流体高黏度流体过渡流、弯管、短管路、非圆形管更多经验关联式的选择和应用3使用关联式计算对流传热系数应注意的问题：（1）应用范围Re、Pr等准数的数值适用范围（2）定性温度各准数中的流体物性应按什么温度查取（3）特征尺寸Nu、Re等准数中的ℓ的确定四、管外强制对流1.横向流过管束：换热管排列分为直列和错列两种。错列比直列传热快；错列的流动阻力大，清洗不易。装有折流挡板。流体的流向和流速不断地变化。在Re100时即可达到湍流。2.在换热器管间的流动：6换热器折流挡板70.55130.36RePrNu经验公式：圆缺形挡板---凯恩法应用范围：36Re210~1101.0气体1.05加热液体0.95冷却液体特征尺寸：当量直径de。8有相变时的对流传热：相变时，流体温度不变化，但流体会吸热或者放热，导致壁面与流体间的温度梯度增大。α相变α无相变9一、蒸汽冷凝传热1.蒸汽冷凝方式滴状冷凝膜状冷凝滴膜10垂直管外膜状冷凝（层流）:水平管外膜状冷凝:14231.13()swrgltt14230.725()oswrgdtt140.64水平垂直＝Old,水平垂直Old11影响冷凝传热的因素热阻主要集中在冷凝液膜内：1.过热蒸汽：膜两侧推动力仍为ts-tw；2.流体物性：密度、热导率、冷凝热与α成正比，黏度与α成反比；3.蒸气与液膜的流向和流速：同向α大，逆向α小；流速大则α大；4.不凝气体含量：含量多则α小12大容积沸腾管内沸腾液体沸腾的方式√二、液体沸腾传热沸腾曲线13壁温-水的饱和温度tt5小自然对流，无气泡，t5~25局部有气泡，扰动增强，泡（核）状沸腾t25气泡多，形成气膜，膜状沸腾临界点最大，传热最好=tw-tas：t25c14影响沸腾传热的因素1.流体物性：密度、热导率与α成正比，黏度与α成反比；2.操作压强：压强大则降低了黏度和表面张力，强化了传热，使α增大；3.加热壁面：清洁壁面、粗糙壁面利于传热。15α相变α无相变滴膜水平垂直α错列α直列核状沸腾区有最大twascttα的数量级：总结：间壁式换热器中总传热速率的计算1、总传热速率方程与总传热系数：冷、热流体通过间壁换热的传热机理为对流-传导-对流的串联过程，对稳态传热过程，各串联环节的传热速率必然相等，即1122()()()112211或11211222()()()1111上式两边均除以1dA1111221mdQTtbdddAdd令11112211mKbdddd则11()dQKTtdA同理可得22()dQKTtdA()mmdQKTtdA总传热速率微分方程考虑到污垢热阻：11122111mbddddK圆筒壁211111bK平壁换热器传热的总热阻1:K提高总传热系数K1的途径？111112122211ddmbdddRRKddd总热阻热流体一侧污垢热阻冷流体一侧污垢热阻当管壁热阻和污垢热阻都可忽略时：两侧对流传热系数相差较大时，近似等于中较小者。12、K小的一侧对总传热的影响较大即：11221211111ddKK反映了传热过程的强度。是评价换热器性能的一个重要参数，也是对换热器进行传热计算的依据。K的数值取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型等，可通过计算、实验测定或查阅相关手册得到。例4.14，例4.15保温层临界厚度的问题无相变，比热容不变时：11122212C()C()mpmpQqTTqtt有相变时，例如饱和蒸气冷凝：12221C()mmpQttqrq（一）热量衡算（热平衡方程）冷流体一侧无相变冷凝液出口温度T2低于饱和温度时，1112C()smmpQTTqrq总传热过程的计算（二）热流量变化---总传热速率方程(-)=mQKATtKAt冷、热流体的平均温度差换热器中间壁两侧的流体均存在相变时，两流体温度可以分别保持不变，这种传热称为恒温传热。(-)QKAtKATt冷流体温度热流体温度1）恒温传热：平均温度差mQKAt2）变温传热：2121lnmttttt逆流112221TtTttt并流111222TtTttt式4-40