《化工原理》课程教学资源（讲稿）第四章 传热_4.5 对流传热系数关联式

在200kPa、20℃下，流量为60m3/h的空气进入套管换热器的内管，并被加热到80℃，内管直径为0.05m，长度为3m。试求管壁对空气的对流传热系数。解：定性温度（20+80）/2=50℃C附录6(P334)查50℃空气物性Pr=0.689μ =1.96×10-5Pa·s入=2.83X10-2W/ (m·C)空气进口速度u=4Vs/πd2=4×60/（3600×T×0.052)=8.49m/s空气进口处密度：PM200×1000×29= 2.379kg / m3p=RT8.316×1000×2930.05×2.379×8.49dpu=51530R41.96×10-560u0.05dα = 0.023 二R0.8 Pr0.42.83×10-2×515300.8×0.6980-4= 66.3W/(m ℃)= 0.023x0.0511

11 在200kPa、20℃下，流量为60m3/h的空气进入套管换热器的内 管，并被加热到80℃，内管直径为0.05m，长度为3m。试求管 壁对空气的对流传热系数。 解：定性温度（20+80）/2=50 ℃ 附录6（P334）查50 ℃空气物性 µ ＝1.96×10-5Pa·s λ=2.83×10-2W/(m·℃) Pr=0.689 空气进口速度u=4Vs/πd2=4×60/(3600×π×0.052)=8.49m/s 空气进口处密度： 51530 1.9 6 1 0 0.0 5 2.379 8.4 9 R 5         du e 60 0.05 3 d L i   0.8 0.4 0.023 Re Pr d    51530 0.698 66.3W 0.05 2.83 10 0.023 0.8 0.4 2        /(m·℃) 3 2.379 / 8.316 1000 293 200 1000 2 9 k g m R T PM        

例题一列管式换热器，由38根Φ25×2.5mm的无缝钢管组成，苯在管内流动，由20℃加热到80℃，苯的流量为8.32kg/s，外壳中通入水蒸气进行加热，求：(1)管壁对苯的对流传热系数；(2)管子换为Φ19×2mm，管壁对苯的对流传热系数；(3)当苯的流量提高一倍，对流传热系数变化如何？已知：苯的物性μ=0.45mPa·s,α= 0.14W /(m.°C)p = 860kg / m2,C, =1.80kJ /(kg.°C)

12 例题一列管式换热器，由38根25×2.5mm的无缝钢管 组成，苯在管内流动，由20℃加热到80 ℃，苯的流量 为8.32kg/s，外壳中通入水蒸气进行加热，求： （1）管壁对苯的对流传热系数； （2）管子换为19×2mm，管壁对苯的对流传热系数； （3）当苯的流量提高一倍，对流传热系数变化如何？ 860 / , 1.8 0 / ( ) 3   k g m c p  k J k g C   0.4 5mPa  s,   0.1 4W / (m  C) 已知：苯的物性

解: V=w/p=8.32/860=9.65×10-3m2 /s4×9.65×10-3V4V=0.8lm/su=S38元×0.022nπd0.02×860×0.81dpuR=309600.45×10-3u1.8×1000×0.45×10-3U= 5.78元0.14α = 0.023 = R08 Pr 0.4Ld0.14×309600.8 × 5.780.4= 0.023x0.02= 1273W / m2℃13

13 解： V w / 8.3 2 / 860 9.6 5 1 0 m / s 3 3      m s n dV SV u 0.8 1 / 3 8 0.0 2 4 4 9.6 5 1 02 3           30960 0.4 5 1 0 0.0 2 860 0.8 1 3         du Re 5.7 8 0.1 4 1.8 1000 0.4 5 1 0 3        p r C P 0.8 0.4 0.023 Pr Re d   0.8 0.4 30960 5.7 8 0.0 2 0.1 4  0.023    1273 W / m ℃. 2  例题一列管式换热器，由38根25 ×2.5mm的无缝钢管 组成，苯在管内流动，由20℃加热到80 ℃，苯的流量 为8.32kg/s，外壳中通入水蒸气进行加热，求： （1）管壁对苯的对流传热系数； （2）管子换为19×2mm，管壁对苯的对流传热系数； （3）当苯的流量提高一倍，对流传热系数变化如何？ 860 / , 1.80 /( ) 3   kg m c p  kJ kg C   0.45mPa s,  0.14W /(mC) 已知：苯的物性

0.01522.25(2)0.81x=1.44m/su一ux0.0224dpu0.015×860×1.44P, = 5.78R412800.45×10-3u2-Pr 0.4R0.8α = 0.02300.14×5.780.4×412800.8= 0.0230.015= 2129W / m2℃0.8u2福00.8(3)0.8uαα2 = α,2 0.8 =1273x1.74 = 2216W /m2℃0:014

14 u u 1.4 4m / s 4 2.2 5 0.8 1 0.0 2 0.015 (2) 2 2       41280 0.4 5 1 0 0.015 860 1.4 4 3         du Re  5.78 Pr 0.8 0.4 0.023 Pr Re d    0.8 0.4 41280 5.78 0.015 0.14  0.023   2129W / m ℃. 2  0.8 0.8 1 0.8 2 1 2 (3)  2 u u ＝   2 1273 1.7 4 2216W / m ℃. 0.8 2  2   1   