对流传热系数的影响因素.ppt
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1、2019/4/3,第三章 传热,一、对流传热系数的影响因素 二、对流传热过程的因次分析 三、流体无相变时的对流传热系数 四、流体有相变时的对流传热系数,第五节 对流传热系数关联式,2019/4/3,一、对流传热系数的影响因素,1、流体的种类和相变化的情况 2、流体的物性 1)导热系数 滞流内层的温度梯度一定时,流体的导热系数愈大,对流传热系数也愈大。 2)粘度 流体的粘度愈大,对流传热系数愈低。 3)比热和密度,2019/4/3,cp:单位体积流体所具有的热容量。 cp值愈大,流体携带热量的能力愈强,对流传热的强度愈强。 (4)体积膨胀系数 体积膨胀系数值愈大,密度差愈大,有利于自然对流。对强
2、制对流也有一定的影响。 3、流体的温度 4、流体流动状态 湍流的对流传热系数远比滞流时的大。,2019/4/3,5、流体流动的原因,强制对流:,自然对流:,由于外力的作用,由于流体内部存在温度差,使得各部分的流体密度不同,引起流体质点的位移 单位体积的流体所受的浮力为:,6、传热面的性状、大小和位置,2019/4/3,二、因次分析法在对流传热中的应用,列出影响该过程的物理量,并用一般函数关系表示:,确定无因次准数的数目,2019/4/3,准数的符号和意义,准数名称,努塞尔特准数 (Nusselt),Nu,雷诺准数 (Reynolds),Re,普兰特准数 (Prandtl),Pr,格拉斯霍夫准数
3、 (Grashof),Gr,2019/4/3,3、应用准数关联式应注意的问题 1)定性温度:各准数中的物理性质按什么温度确定 2)定性尺寸:Nu,Re数中L应如何选定。 3)应用范围:关联式中Re,Pr等准数的数值范围。,2019/4/3,三、流体无相变时的对流传热系数,1、流体在管内作强制对流 1)流体在圆形直管内作强制湍流 a)低粘度(大约低于2倍常温水的粘度)流体,当流体被加热时n=0.4,流体被冷却时,n=0.3。,2019/4/3,管长与管径比,将计算所得的乘以,应用范围:,定性尺寸:,Nu、Re等准数中的l取为管内径di。,定性温度:,取为流体进、出口温度的算术平均值。,b) 高粘
4、度的液体,为考虑热流体方向的校正项。,2019/4/3,应用范围:,定性尺寸:,取为管内径di。,定性温度:,除w取壁温以外,其余均取液体进、出口温度的算术平均值。,2) 流体在圆形直管内作强制滞流 当管径较小,流体与壁面间的温度差较小,自然对流对强制滞流的传热的影响可以忽略时,2019/4/3,应用范围:,定性尺寸:,管内径di。,定性温度:,除w取壁温以外,其余均取液体进、出口温度的算术平均值。,按上式计算出后,再乘以一校正因子,2019/4/3,3)流体在圆形直管内呈过渡流 对于Re=230010000时的过渡流范围, 先按湍流的公式计算,然后再乘以校正系数f。,4)流体在弯管内作强制对
5、流,2019/4/3,5)流体在非圆形管中作强制对流 对于非圆形管内对流传热系数的计算,前面有关的经验式都适用,只是要将圆管内径改为当量直径de。 套管环隙中的对流传热,用水和空气做实验,所得的关联式为:,应用范围:,Re=12000220000,d1/d2=1.6517,定性尺寸:,当量直径de,定性温度:,流体进出口温度的算术平均值。,2019/4/3,2、流体在管外强制对流,2019/4/3,2019/4/3,1)流体在管束外强制垂直流动,2019/4/3,2019/4/3,2019/4/3,流体在错列管束外流过时,平均对流传热系数,流体在直列管束外流过时,平均对流传热系数,应用范围:,
6、特征尺寸:,管外径do,流速取流体通过每排管子中最狭窄通道处的速度。其中错列管距最狭窄处的距离应在(x1-do)和2(t-do)两者中取小者。,注意:管束排数应为10,若不是10时,计算结果应校正。,2019/4/3,2)流体在换热器的管间流动,当管外装有割去25%直径的圆缺形折流板时, 壳方的对流传热系数关联式为: a)多诺呼(Donohue)法,2019/4/3,2019/4/3,2019/4/3,应用范围:,Re=32104,定性尺寸:,管外径do,流速取换热器中心附近管排中最窄通道处的速度,定性温度:,除w取壁温以外,其余均取液体进、出口温度的算术平均值。,b) 凯恩(Kern)法,2
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- 对流 传热系数 影响 因素
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