《化工原理》课程教学资源（课件讲稿）第6章 传热及总结

3、对流形式 根据流体在传热过程中的状态对流传热可分为两类： (1)流体无相变的对流传热： 自然对流：温差引起密度差，造成流体流动。 强制对流：流体靠外加动力流动，造成对流。 (2)流体有相变的对流传热： 蒸汽冷凝 液体沸腾

根据流体在传热过程中的状态对流传热可分为两类： （1）流体无相变的对流传热： 自然对流：温差引起密度差，造成流体流动。 强制对流：流体靠外加动力流动，造成对流。 （2）流体有相变的对流传热： 蒸汽冷凝 液体沸腾 3、对流形式

6.3.1过程分析 y Ay+Ay 热流体向冷壁面传热 对小方块作热量衡算 热宁冷 热量衡算 7777777777777X 冷壁 静止流体， 水平方向无载热 流动流体， 水平方向有载热 对流的物理态质一流动流体的载热 由 可知温 度分布，0 tw 由 可

热量衡算 静止流体, 水平方向无载热 流动流体, 水平方向有载热 对流的物理本质—流动流体的载热 由 可知温 度分布， 由 可 得 qW流动>qW静止 6.3.1过程分析 热流体向冷壁面传热 对小方块作热量衡算 qyy  qy q dt / dy W y 0 dy dt q  y x tw

温差引起的密度差 (1)自然对流 ∂PgL 膨胀系数 )Y函tY gLEt ◆uoV23P1YV2g历t 2 加热面高度对自然对流有重要影响 电热炉烧水 静止流体与外界的传热 (2)强制对流 思考：加热面和冷冻面应放在哪里？ t,外力或一定压差下造成的强制对流 流动的流体与外界的传热

流动的流体与外界的传热 静止流体与外界的传热 1t 2 t Q Q 电热炉烧水 （2）强制对流 （1）自然对流     t P gL     膨胀系数 2 u P gL t P        u  2P /  2gLt 加热面高度对自然对流有重要影响 思考：加热面和冷冻面应放在哪里？ 外力或一定压差下造成的强制对流 温差引起的密度差

6.3.2对流给热过程的数学描述 (1)对流传热系数 根据传递过程普遍关系，壁面与流体间（或反之）的对流 传热速率也应该等于推动力和阻力之比。 do 4(T T)dA (6-29) △dA 式中Q—对流传热速率，W; A—传热面积，m T 热流体平均温度，℃； Tw一与热流体接触的壁面温 度，℃； 对流传热系数(heat transfer coefficient,W/m2.℃。 上式称为生顿冷却定律

式中 Q——对流传热速率，W； A——传热面积，m2 T—— 热流体平均温度，℃； TW——与热流体接触的壁面温 度，℃； а——对流传热系数(heat transfer coefficient)，W/m2 ·℃。 T T dA dA T T dQ w w ( ) 1   上式称为牛顿冷却定律。 根据传递过程普遍关系，壁面与流体间（或反之）的对流 传热速率也应该等于推动力和阻力之比。 6.3.2 对流给热过程的数学描述 (6-29) （1）对流传热系数

在换热器中，局部对流传热系数α随管长而变化，但在程计算 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： △At 流体与壁面间温度差的平均值。 换热器的传热面积有不同的表示方法： 管内侧表面积：dQ △dA(TTw) 热流体 汾流 管外侧表面积：dQ△2dA,(tp t) Tw tw

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： Q At 流体与壁面间温度差的平均值。 换热器的传热面积有不同的表示方法： 管内侧表面积： 管外侧表面积： ( ) ( ) 2 2 1 1 dQ dA t t dQ dA T T W W   热 流 体 冷 流 体 T t T,w tw Q Q αi αo