第四部分传热.ppt
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1、第四章 传 热,第一节 概 述 一、传热的方法 热传导、对流传热、辐射传热 二、学习内容及目的 1、掌握各种传热过程的基本原理 2、掌握总的传热速度方程及其应用计算传热计算 3、掌握总的传热系数K及传热平均温度差的计算 4、了解对流传热系数的建立及辐射传热的规律,第二节 热传导 一、傅立叶定律热传导的基本理论 热传导的定义:依靠物体内自由电子运动或分子原位振动,从而导致热量的传递,即热传导。 1、几个概念 温度场:一个空间各点温度随时间的分布,称为温度场。 稳定的温度场:各点温度不随时间变化。 等温面:温度场中,温度相等的点组成的面。(等温面之间不相交) 温度梯度:温度沿着温度增大方向的变化率
2、。dt/dx,2、傅立叶定律,二、平壁的稳定热传导傅立叶定律应用 1、单层平壁,t,0,b,x,t2,t1,2、多层平壁,A为同一个值,例4-1 某冷库壁内外层砖壁厚各为12 cm ,中间夹层 填以绝热材料,厚10 cm 。已知砖的导热系数为 0.70 W/ (mK) ,绝热材料的导热系数为 0.04W/(mK)。墙的外表面温度为10 ,内表面温 度为-5 。试计算进入冷库的热流密度及绝热材料与 砖墙两接触面上的温度。,解:根据题意,,三、圆筒壁的稳定热传导 1、单层圆筒壁的稳定热传导,比平壁复杂,传热面积 A是个变量。,对于同一管子,L内外一致,只有r 在变,,如图所示,-圆筒长,-圆筒的内
3、半径,-圆筒的外半径,-圆筒中任意处半径,L,r1,r2,r1,r2,r,L,t2,t1,2、多层圆筒壁的稳定热传导,解:,界面温度,每米管长的热损失:,(a),(b),t3,解得:,第三节 对流传热 一、间壁两侧的传热分析,冷、热流体通过间壁传热应用最多,特点: 1、冷、热流体中心,为湍流, 温度无差别; 2、靠近管壁处,存在层流底层,传热以传导方式进行; 3、热量在管壁内也以传导方,式进行; 4、传热阻力主要集中在层流底层,称传热有效膜,传 热快慢主要由此处的速度决定。,冷流体,热流体,T,t,tw,Tw,二、对流传热方程式牛顿冷却定律,三、对流传热系数 1、影响对流传热的因素:,准数的意
4、义,2、对流传热系数,各准数关系:,(1)流体无相变时的:,流体在管内强制对流,圆形直管内的强制对流,湍流,过渡流,层流,弯管内的强制对流,非圆形管内的强制对流,湍流,湍流,过渡流,过渡流,层流,层流,流体在管外的强制对流,流体垂直流过管束,流体水平流过管束,大空间的自然对流,(2)有相变是的:,蒸汽冷凝时的,液体沸腾时的,在水平管外冷凝,在垂直管外冷凝,(3)使用经验关联式注意事项: 适用范围:关联式给出了使用条件,Re、Pr等范围 特性尺寸:一般l取管的内径 定性温度:查取、Cp时,要有温度,称定性 温度。 取流体的进出口平均温度, 取壁温, 取膜温, 蒸汽冷凝:膜状冷凝,滴状冷凝 液体沸
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