代价动力消耗uarr.ppt
《代价动力消耗uarr.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《代价动力消耗uarr.ppt(61页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、代价:动力消耗。,4.4 表面传热系数的经验关联 4.4.1 影响表面传热系数的因素,(2)流体流动原因 强制对流:外部机械作功, 一般流速较大, h也较大。 自然对流:由流体密度差造成的循环过程, 一般流速较小,h也较小。,(1)流体流动状态,(3)流体的物理性质,定性温度:计算表面传热系数的特征温度 一般,,(4)传热面的形状、位置和大小 壁面的形状,尺寸,位置、管排列方式等, 造成边界层分离,增加湍动,使h增大。,(5)相变化的影响 有相变传热:蒸汽冷凝、液体沸腾, 无相变传热:强制对流、自然对流, 一般地,有相变时表面传热系数较大。 例:水 强制对流, 蒸汽冷凝,,4.4.2 无相变化
2、时对流传热过程的量纲分析 (1)量纲分析过程 优点:减少实验次数; 依据:物理方程各项量纲一致; 步骤:,(a)通过理论分析和实验观察,确定相关因素;,(b)构造函数形式;,(c)列出量纲指数的线性方程组(M、L、T、 ); (d)规定已知量(指数), 确定余下指数表达式; (e)整理特征数方程形式。, 努赛尔数,说明: 反映对流传热的强弱,包含表面传热系数; 努赛尔数恒大于1。,说明: 反映流动状态对 h 的影响。,l:特征尺寸,平板 流动方向的板长; 管 管径或当量直径;,(2)特征数的物理意义, 雷诺数, 普朗特数,说明: 反映流体物性对传热的影响 反映热扩散和动量扩散的相对大小 反映流
3、动边界层和热边界层的相对厚度,使用时注意: * 查取定性温度下的物性; * 计算所用单位,SI制。,说明: 反映自然对流的强弱程度。, 格拉晓夫数(浮升力特征数),强制对流,自然对流,混合对流,4.4.3 无相变化的对流传热,(1)管内强制对流传热 一般关系式:,传热流动状态划分(区别于流体流动时规律 ), 流体在圆形直管内湍流时的表面传热系数,a) 一般流体,流动状态不同,则 c、m、n 值不同,流体被加热,n= 0.4 流体被冷却,n= 0.3,定性温度:tm=(t1+t2)/2 特征尺寸:管内径di,保证流体达到传热湍流;,适用条件:,说明:,避开传热进口段,保证稳态传热。,传热进口段:
4、传热正在发展,h不稳定 (随管长增加h减小),进口段温度分布和局部表面传热系数的变化,传热进口段长度:进口到传热边界层汇合点间的长度。,说明:经验公式,有一定误差。,b) 粘度较大流体,近似取:,适用条件:,定性温度:tm=(t1+t2)/2 特征尺寸:管内径di,c) 流体流过短管(l/d50),影响:处于传热进口段,表面传热系数较大。 计算:采用以上各式计算 h,并加以校正。,d) 圆形直管内过渡流时表面传热系数,计算:采用湍流公式,但需加以校正。,说明:设计换热器时,一般避免过渡流。,e) 圆形直管内强制层流 特点:1)传热进口段的管长所占比例较大; 2)热流方向不同,也会影响; 3)自
5、然对流的影响,有时不可忽略。,定性温度:tm=(t1+t2)/2 ; 特征尺寸:管内径di。,适用条件:,f ) 圆形弯管内的强制对流 特点:离心力使径向压力不均,产生二次环流; 结果:流体湍动程度增加,使h增加; 同时,流动阻力损失增加。,g ) 非圆形管内强制对流 采用圆形管内相应的公式计算, 但特征尺寸采用当量直径。 最好采用专用、经验公式。 如:套管环隙,式中:, 管外强制对流 a) 流体横向流过单管,表面传热系数分布 1)低雷诺数(70800101300)=0-80,层流边界层厚度增大使h, 80,边界层分离,使h,有一个最低点。 2)高雷诺数(140000219000) 有两个最低
6、点: N01: =70-80,层流边界 层湍流边界层; N02: =140(分离点), 发生边界分离。,常数C、指数n见下表,沿整个管周的平均表面传热系数:,特征尺寸:管外径, 管束的排列方式 直列(正方形)、 错列(正三角形),b) 流体横向流过管束的表面传热系数,直列管束中管子的排列和流体在管束中运动特性的示意,直列,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。,错列,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。, 各排管h的变化规律,可以看出,错列传热效果比直列好。 传热系数的计算方法 任
7、一排管子:,C、n 取决于管排列方式和管排数。 特征尺寸:管外径,适用范围:,c) 流体在列管换热器管壳间的传热,折流挡板 : 壳程流体的流动方向不断改变, 较小Re(Re=100),即可达到湍流。,缺点:流动阻力,壳程压降的重要因素。,作用: 提高湍动程度,h,强化传热; 加固、支撑壳体。,管板,有折流挡板时壳程流体表面传热系数:,挡板切割度:25%D。,特征尺寸:流道的当量直径。,正方形排列,也可采用关联式:,正三角形排列,流速的确定:按最大流通截面 (最小流速) 计算。,说明: 无折流板时,流体平行流过管束, 按管内公式计算,特征尺寸为当量直径。,(3) 自然对流传热 温度差引起流体密度
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 代价 动力 消耗 uarr
链接地址:https://www.31doc.com/p-2298962.html