第四章传热及传熟设备 41概述 42热传导 43对流传热 44流体无相变时的对流传热 45流体有相变时的对流传热 46辐射传热 47总传热速率和传热过程的计算 1/28
1/28 第四章 传热及传热设备 4.1 概述 4.2 热传导 4.3 对流传热 4.4 流体无相变时的对流传热 4.5 流体有相变时的对流传热 4.6 辐射传热 4.7 总传热速率和传热过程的计算
§433对流传热系数及其影响因素 影响对流传热系数的主要因素 流体的状态:固、液、气状态及是否有相变。有相变时对流传热系数 比无相变化时大的多; 2、流体的物理性质:导热系数、粘度、密度p、比热cn等; 、流体的温度:温度影响导热系数λ、传热推动力Δt,同时附加自然 对流; 流体的流动状态:层流或湍流 5、流体对流的原因:自然对流,强制对流 6、传热表面的形状、位置及大小:如管、板、管束、排列方式、垂直或 水平放置等。 2/28
2/28 1、流体的状态：固、液、气状态及是否有相变。有相变时对流传热系数 比无相变化时大的多； 2、流体的物理性质：导热系数λ、粘度μ、密度ρ 、比热cp等； 3 、流体的温度：温度影响导热系数λ、 传热推动力Δt，同时附加自然 对流； 4、流体的流动状态：层流或湍流； 5、流体对流的原因：自然对流，强制对流； 6、传热表面的形状、位置及大小：如管、板、管束、排列方式、垂直或 水平放置等。 影响对流传热系数的主要因素 §4.3.3 对流传热系数及其影响因素
自然对流传热 设加热面附近的液体(密度为p’)温度和远离加热面 处的液体(密度为p)温度差为Δt液体的体积膨胀系数为β。 则有: 1+B·△t p=pgL-p'gL gLB·△t 1+B·△ pgLB.△t 液体环流速度l≈√gLB△M 强制对流由于外力的作用,对流表由传热系数要比 自然对流表面传热系数大几倍至几十倍 3/28
3/28 自然对流传热 设加热面附近的液体（密度为）温度和远离加热面 处的液体(密度为）温度差为t,液体的体积膨胀系数为。 则有： + t = 1 ' gL t t gL t p gL gL + = = − 1 ' gL t p u 液体环流速度 强制对流由于外力的作用，对流表面传热系数要比 自然对流表面传热系数大几倍至几十倍
§4.34实验方法确定对流传热系数h 1、h的获得主要有三种方法: (1)理论分析法: 建立理论方程式,用数学分析的方法求出h的精确 解或数值解。这种方法目前只适用于一些几何条件简 单的几个传热过程,如管内层流、平板上层流等 (2)实验方法*: 用量纲分析法结合实验,建立无量纲准数之间的经 验关系式。 (3)类比方法: 把理论上比较成熟的动量传递的研究成果类比 到热量传递过程。 4/28
4/28 1、h的获得主要有三种方法： §4.3.4 实验方法确定对流传热系数h （1）理论分析法： 用量纲分析法结合实验，建立无量纲准数之间的经 验关系式。 把理论上比较成熟的动量传递的研究成果类比 到热量传递过程。 建立理论方程式，用数学分析的方法求出h的精确 解或数值解。这种方法目前只适用于一些几何条件简 单的几个传热过程，如管内层流、平板上层流等。 （2）实验方法* ： （3）类比方法：
2、给热系数h的影响因素及量纲为1的特征数 1)液体的物理性质:μ、p、λ 2)固体表面的特征尺寸:1 3)强制对流的速度:v 4)自然对流的特征速度:gBAt 5/28
5/28 2、给热系数h的影响因素及量纲为1的特征数 1）液体的物理性质：、、、 cp 2）固体表面的特征尺寸：l 3）强制对流的速度：u 4）自然对流的特征速度：gt