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6 传热.ppt

6 传热

巴山之子
2011-09-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《6 传热ppt》,可适用于高等教育领域

导热条件:温度差特点:不依靠宏观混合运动在气体、液体、固体中都能发生二传热基本方式流体各部分之间发生相对位移而引起的热传递特点:仅发生在流体中存在质点的相对位移二、热对流(对流传热)强制对流:由于泵、风机等外力作用而引起的流体流动称为强制对流在强制对流情况下进行热量传递过程称为强制对流传热自然对流:由于流体各部分温度的不均而形成了密度的差异使流体发生相对运动而传热这种过程称为自然对流传热习惯上把流体与固体壁面间的传热统称为对流传热又称给热。化工传热过程中的实际情况:流体流过固体表面时发生热对流和热传导联合作用的传热过程。物体受热引起内部原子激发将热能转变为辐射能以电磁波形式向周围发射当遇到另一个能吸收辐射能的物体时辐射能部分或全部被吸收又重新变为热能。物体受热而发出辐射能的过程称为热辐射特点:热辐射不需要任何介质作媒介即可在真空中传播。一般大于度才能明显感受到。三、热辐射(辐射传热)①热流体将热量传到壁面一侧②热量通过固体壁面的热传导③壁面另一侧将热量传给冷流体热对流(给热)热传导热对流(给热)套管式换热器内管外管故要找出q与A的关系定态传热和非定态传热定态传热:传热系统中不积累能量的传热过程。特点:温度分布不随时间而变各点传热速率为常量但温度及温差沿管长而变。非定态传热:传热系统中温度分布随时间而变传热过程为非定态传热传热速率不为常量对非定态传热问题通常关心的是一段时间内所传递的累积总热量QT。设上述夹套传热面积为A则根据热流密度的定义可写出:将此式积分可求出在任何时刻的累积传热量为:故此时要知道q与的关系。非稳态温度场:温度场内各点的温度随时间而变。如夹套换热器夹套内通蒸汽温度T不变釜内液体充分搅拌各处温度t不变故在同一时刻传热面各处温度差相同故q相同。但不同时刻t不断增加温差不断减小故q不断减小。热传导热传导热流密度acA对某一圆筒其半径为r当r发生变化时Q不变q随r变化。保温层的临界厚度对流给热对流给热对流给热过程分析y流体从左向右流过此微元温度由T降为T△T传热的方向为y的负方向将热量向壁面方向传递则有:总之对流给热是流体流动载热与热传导的联合作用的结果液体对壁面的热流密度因流动而增大。此时温度在y方向上的分布呈曲线a,b两面温差为△T对流给热过程的数学描述对流给热过程的数学描述twt思考:为什么加热时n取冷却时取?对于液体:由于Pr>所以Prb为增函数液体被加热的给热系数大于被冷却的给热系数Pr>Pr。对于气体:由于Pr<Prb为减函数气体被加热的给热系数小于被冷却给热系数。Pr<Pr。管外的强制对流传热()流体横向流过单管传热:()流体横向流经管束(管簇)的传热:第一排管直接冲刷第二排管不直接冲刷扰动减弱第二排管以后基本恒定。第一排管错列和直列基本相同第二排管错列和直列相差较大阻挡减弱冲刷增强第三排管以后基本恒定。沸腾给热与冷凝给热沸腾给热与冷凝给热沸腾给热过冷沸腾:液体主体温度t<ts气泡进入液体主体后凝结。饱和沸腾:液体主体温度t≥ts气泡进入液体主体后不会凝结。实验发现液体沸腾时气泡只能在粗糙加热面的若干个点上产生这种点称为汽化核心。气泡的生成依赖于两个条件:一是液体必须过热二是加热壁面上应存在有汽化核心。传热表面的汽化核心与该表面的粗糙程度氧化情况以及材质等诸多因素有关这是一个十分复杂的问题有些情况至今尚不清楚目前比较一致的看法是:粗糙表面上微细的凹缝或裂穴最可能成为汽化核心。凹缝侧壁对气泡有依托作用在凹穴中吸附了微量的气体或蒸气这里就成为孕育新生气泡的胚胎。对单个汽化核心气泡的生成和上浮是周期性的故整个沸腾给热过程是平稳的。暴沸:加热面光滑需要更大的过热度才能使气泡生成一旦气泡长大过热度已不再需要过热液体在气泡表面迅速蒸发产生大量蒸气此瞬间蒸发过程进行得十分激烈。两次暴沸之间不产生蒸气。暴沸过程极不平稳应设法避免。气泡的生成和脱离对该薄层液体产生强烈的扰动故沸腾给热的强度高于无相变化的对流给热。提高加热面的温度可增加单位加热表面上的汽化核心数目。同时可使原有汽化核心上的气泡长大速度增加脱离频率加快致使受到更加剧烈的扰动。故沸腾给热的α与温差有着密切的关系。也就是说不适当地提高热液体的温度反而会使沸腾装置的效率降低。过热蒸气无冷凝现象时α蒸气<<α冷凝液故蒸气冷凝给热系数远大于过热蒸气的对流给热系数其他影响冷凝给热的因素及强化措施其他影响冷凝给热的因素及强化措施热辐射热辐射固体辐射固体辐射传热过程的计算传热过程的计算传热过程的数学描述传热过程基本方程式传热过程基本方程式换热器的设计型计算换热器的设计型计算相应导出εRNTU()

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