(1.20)--5.3 对流给热化工原理.ppt

三、对流给热1.过程分析热流体向冷壁面传热，对小方块作热量衡算热量衡算静止流体,水平方向无载热流动流体,水平方向有载热对流的物理本质—流动流体的载热qW流动qW静止（1）流动对传热的贡献MN

三、对流给热1.过程分析（2）对流给热过程分类

三、对流给热1.过程分析（3）强制与自然对流强制对流——在外力作用下引起流动。湍流时，流体主体温度比较均匀，传热阻力主要集中在层流内层。自然对流流体温度差,引起密度差,导致宏观流动加热面t↑,ρ↓热流体上升

三、对流给热1.过程分析（3）强制与自然对流Δp=ΔρgL,Δρ=ρβΔt,β膨胀系数,u∝自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置

三、对流给热2.对流给热过程的数学描述（1）牛顿冷却定律其中：TW:壁温；T:流体主体温度；α：给热系数W/m2℃流体被加热：流体被冷却：

三、对流给热2.对流给热过程的数学描述（2）α的影响因素①物性：ρ,μ,Cp,λ②设备因素(定性尺寸)：l③流动因素：强制对流：u自然对流：βgΔtα=f(ρ,μ,λ,l,u,βgΔt,Cp)基本量纲4个(M,L,T,θ)，变量8个，

三、对流给热2.对流给热过程的数学描述无量纲准数=8-4=4，即Nu=f(Re,Pr,Gr)强制对流Nu=f(Re,Pr)自然对流Nu=f(Gr,Pr)

三、对流给热2.对流给热过程的数学描述物理意义Nu对流对给热过程的影响与纯导热的比值,表征对流给热系数增大的倍数Gr浮升力与黏性力的比值，表征自然对流的流动状况Pr反映物性对给热过程的影响u∝

三、对流给热2.对流给热过程的数学描述（3）定性温度两种：①膜温较本质，但使用不便②主体平均温度使用方便

三、对流给热2.对流给热过程的数学描述（4）特征尺寸管内强制流动d管外自然对流水平放d垂直放L

三、对流给热3.无相变的对流给热系数的经验关联式1.圆形直管内强制湍流αNu=0.023Re0.8Prbb=0.4流体被加热,b=0.3流体被冷却或1)经验关联式应用时要注意：①适用范围:Re104,0.7Pr160,μ2μ水，L/d30~40

三、对流给热3.无相变的对流给热系数的经验关联式②定性温度：主体平均温度或③特性尺寸:管径d影响因素分析：空气Pr=0.7b↑Prb↓水Pr=7b↑Prb↑

三、对流给热3.无相变的对流给热系数的经验关联式2)应用范围的拓宽a.高粘度修正工程处理加热,冷却b．2000Re104过渡区α过=fα湍校正系数α过α湍

三、对流给热3.无相变的对流给热系数的经验关联式d．非圆形管c．弯管R:弯管的曲率半径

三、对流给热3.无相变的对流给热系数的经验关联式2.圆形直管内层流α3.管外强制对流α4.搅拌釜内液体与釜壁α5.大容积自然对流α

四、沸腾给热与冷凝给热1.沸腾给热（1）大容积饱和沸腾过程特点：汽液两相共存

四、沸腾给热与冷凝给热1.沸腾给热①过热度(t-tS)—气泡存在之必须（2）沸腾条件②汽化核心—气泡生成之必须同一粗糙表面,过热度越大,汽化核心数越多光滑表面，会产生暴沸必有

四、沸腾给热与冷凝给热1.沸腾给热（3）大容积饱和沸腾曲线表面汽化——Δt2.2°C，核状沸腾——Δt2.2°C。膜状沸腾——Δt增大到一定数值工业沸腾装置一般情况下最佳操作条件——核状沸腾原因：给热系数大，壁温低

四、沸腾给热与冷凝给热2.沸腾给热过程的强化（1）使加热表面粗糙化（2）沸腾液体加入少量添加剂，改变沸腾液体表面张力，提高临界热负荷

四、沸腾给热与冷凝给热3.蒸汽冷凝给热（1）冷凝给热过程的热阻特点：汽相内不存在任何热阻——蒸汽冷凝时，汽相蒸汽必流向壁面添补空位，而所需压降极小冷凝给热过程的热阻全部集中于冷凝液膜内——蒸汽冷凝发生在冷凝