文档介绍：第五章 传 热
第一节 概述
第二节 热传导
第三节 两流体间的热 量传递
第四节 给热系数
第五节 辐射传热
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传热：就是热的传递，是自然界和工程技术领域中极普遍的 一种传递过程 。
1、化工
3、气体的导热系数（见p136 图5-3）
气体的导热系数很小，不利于导热，但有利于保温。
气体的导热系数随温度升高而加大 。
在相当大的压力范围内，气体的导热系数随压力变化极小 。
注意：在传热过程中，物质内不同位置的温度可能不相同，因而导热系数也不同，在工程计算中常取导热系数的算术平均值。
Date
1、单层平壁的稳定热传导
边界条件为：
x=0时，t=t1
x=b时，t=t2
三、平壁的稳定热传导
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R——导热热阻，K/W ；
r——单位面积的导热热阻 。
传导距离b越大，传热面积和导热系数越小，传导热阻越大。
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2、多层平壁的稳定热传导
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推广到n层平壁有：
多层平壁导热是一种串联的导热过程，串联导热过程的推动力为各分过程温度差之和，即总温度差，总热阻为各分过程热阻之和，也就是串联电阻叠加原则。
Date
3、接触热阻
若以r0表示单位传热面的接触热阻，通过两层平壁的热通量变为 ：
接触热阻与接触面的材料，表面粗糙度及接触面上压强等因素有关。
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1、单层圆筒壁的热传导
仿照平壁热传导公式，通过该圆筒壁的导热速率可以表示为：
四、圆筒壁的稳定热传导
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分离变量积分：
——圆筒壁的导热热阻
这个式子也可以写成与平壁传导速率方程类似的形式：
Date
——圆筒壁的内外表面的对数平均面积，m2 。
当r2/r1≤2时可用算术平均值代替对数平均值。
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2、多层圆筒壁的热传导
与多层平壁的稳定热传导计算类似，可导出：
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套管式换热器是由两种直径大小不同的直管组成的同心管，一种流体在内管中流动，另一种流体在内、外两壁间的环隙中流动，通过内管管壁进行热量交换。内管壁的表面积即为传热面积。
第三节 两流体间的热量传递
一、两流体通过间壁传热的分析
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流体沿固体
壁面的流动
层流内层
缓冲层
湍流主体
流体分层运动，相邻层间没有流体的宏观运动。在垂直于流动方向上不存在热对流，该方向上的热传递仅为流体的热传导。该层中温度差较大，即温度梯度较大。
热对流和热传导作用大致相同，在该层内温度发生较缓慢的变化。
温度梯度很小，各处的温度基本相同。
以上换热，既要考虑固体间壁的导热，又要考虑间壁两侧与流体的传热，往往后者更重要。
Date
对流传热是集对流和热传导于一体的综合现象。
对流传热的热阻主要集中在层流内层。减薄层流内层的厚度是强化对流传热的主要途径。
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1、对流传热速率表达式
据传递过程速率的普遍关系，壁面和流体间的对流传热速率：
推动力：壁面和流体间的温度差
阻力：影响因素很多，但与壁面的表面积成反比。
对流传热速率方程可以表示为：
——牛顿冷却定律
二、传热速率和传热系数
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在换热器中，局部对流传热系数α随管长而变化，但在工程计算中，常使用平均对流传热系数，此时牛顿冷却定律可以表示为：
2、对流传热系数
对流传热系数α定义式：
表示单位温度差下，单位传热面积的对流传热速率。单位W/。
反映了对流传热的快慢，对流传热系数大，则传热快。
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3、总传热系数
1）总传热系数K的来源
生产实际的经验数据
实验测定
分析计算
2）传热系数K的计算
流体通过管壁的传热包括：
1) 热流体在流动过程中把热量传递给管壁的对流传热
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2) 通过管壁的热传导
3) 管壁与流动中的冷流体的对流传热
间壁换热器总传热速率为：
Date
利用串联热阻叠加原则：
若以外表面为基准
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——基于外表面积总传热系数计算公式
同理：
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3）污垢热阻
在计算传热系数K值时，污垢热阻一般不可忽视，污垢热阻的大小与流体的性质、流速、温度、设备结构以及运行时间等因素有关。
若管壁内侧表面上的污垢热阻分别用Rsi和Rs0表示，根据串联热阻叠加原则，
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当管壁热阻和污垢热阻均可忽略时，
若
则
总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制。
提高K值，关键在于提高对流传热系数较小一侧的α。
两侧的α相差不大时