文档介绍：第四章传热及传热设备
概述
热传导
对流传热
流体无相变时的对流传热
流体有相变时的对流传热
辐射传热
总传热速率和传热过程的计算
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§ 流体在管内作强制对流
一、流体在圆形管内作强制湍流
思考:
,?
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一般,液体的Pr>1 , Pr > Pr ,加热时h较大。
这是因为:当液体被加热时,管壁处层流底层的温度高于液体主体的平均温度,由于液体粘度随温度升高而降低,故贴壁处液体粘度较小,使层流底层的实际厚度比用液体主体温度计算的厚度要薄,h较大。
气体的Pr<1 , Pr < Pr ,冷却时h较大。
这是由于气体粘度随温度升高而增大,气体被加热时的边界层较厚的缘故。
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应用范围:Re>10000;
<Pr<16700;
L/di>60。
定型尺寸: di
定性温度:μw取壁温作定性温度,其余各物性取液体进出口平均温度作定性温度。
液体被加热≈,液体被冷却≈。
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二、流体在圆形管内强制层流
应用范围:Re<2300; <Pr<6700 。
定型尺寸:管内径di;
定性温度:μw取壁温,其余取进、出口温度的算术平均值。
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三、流体在圆形管内作过渡流
在Re=2300~10000的过渡区,作为粗略计算,可按湍流传热的公式计算h值,然后乘以校正系数φ:
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四、流体在圆弯管作强制对流
流体流过弯曲管道或螺旋管时,由于离心力的作用,会引起扰动加剧而强化传热,表面传热系数应先按直管经验式算,再乘以一个大于1的校正系数:
h为直管表面传热系数,
di为管内径,R为弯曲半径。
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五、流体在非圆形管中作强制对流
特征尺寸应用当量直径de。当量直径分两种:
一种是流体力学当量直径:
例如:内管外径为d2,外管内径为d1的同心套管环状通道,内管传热时的传热当量直径:
还有一种是传热当量直径:
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套管环隙,用水和空气作试验,可得:
应用范围:Re<12 000~220 000;
定型尺寸:流体力学当量直径de;
定性温度:取进、出口温度的算术平均值。
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§ 流体在管外作强制对流
分为以下几种情况:平行于管、垂直于管或垂直与平行交替。
一、流体在单管外作强制垂直对流
如图,从A点(约φ=0º )开始,随φ角增大,管外层流底层逐渐增厚,热阻逐渐增大,表面传热系数h逐渐减小;边界层分离以后(约φ=80º ),因为管子背后形成旋涡,表面传热系数h逐渐增大。
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