《化工原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）传热——概述

热边界层概念 假设(1)在壁面附近存在一传热边界层(又称有效膜δ),热量以 传热方式进行,在该区内集中着全部热阻,即全部温差; (2)在传热边界层外,温合很好,温度梯度已消失。 牛顿冷却公式(对流传热速率方程) 因此,将对流传热计算改变为热传导计算按平壁导热处理,由于式 中的传热边界层是难以测定的,所以仍无法进行计算。则 Q==AAt=aA△t (令。=) a比例系数(亦称给热系数),对流给热强度的标志。 即为牛顿冷却定律的数学表达式。就是:固体对流体的给热传热 速率Q,与壁面积A成正比,与壁面和流体间的温度差Δt成正比

热边界层概念 假设（1）在壁面附近存在一传热边界层（又称有效膜δ），热量以 传热方式进行，在该区内集中着全部热阻，即全部温差； （2）在传热边界层外，温合很好，温度梯度已消失。 牛顿冷却公式（对流传热速率方程） 因此，将对流传热计算改变为热传导计算按平壁导热处理，由于式 中的传热边界层是难以测定的，所以仍无法进行计算。则： Q = At = aAt   ( )   令 = a——比例系数（亦称给热系数） ，对流给热强度的标志 。 即为牛顿冷却定律的数学表达式。就是：固体对流体的给热传热 速率Q，与壁面积A成正比，与壁面和流体间的温度差Δt成正比

影响对流传热系数的因素 主要影响因数 1)流体种类及其物性( (2)流体流动起因:强制对流>自然对流 (3)流体流动状态:R2↑,δ,a个 可见:湍流a>过渡流a>层流a (4)有无相态变化 有相态变化a>无相态变化a (5)传热表面形状,相对位置与尺寸

影响对流传热系数的因素 主要影响因数—— （1）流体种类及其物性（ （2）流体流动起因：强制对流 >自然对流 （3）流体流动状态： 可见：湍流a>过渡流a>层流 a （4）有无相态变化： 有相态变化a>无相态变化a （5）传热表面形状，相对位置与尺寸 Re , b , 

在强制对流传热问题中,对于几何相似的设备,可将给热系数的影 响因素表示为 a=f(u, /, u, p,k, C 1流体速度,反映流体流动状况影响 ρ,μ,k,Cp-流体密度、粘度、导热系数和比热,反映物性影响 1—传热表面的特征尺寸,反映传热面几何因素的影响。 在自然对流传热中,流体流动是由浮升力引起的,故将u代以浮升力 而得自然对数传热中给热系数的影响因素表示式 a=f(,p, u, k, Cn, BgAt Bg∠t表示流体由于温差At而产生的浮升力, β称为流体的膨胀系数

在强制对流传热问题中，对于几何相似的设备，可将给热系数的影 响因素表示为 u—流体速度，反映流体流动状况影响 ρ,μ, k, Cp—流体密度、粘度、导热系数和比热，反映物性影响 l—传热表面的特征尺寸，反映传热面几何因素的影响。 ( , , , , , ) p a f u l k C =   在自然对流传热中，流体流动是由浮升力引起的，故将u代以浮升力 而得自然对数传热中给热系数的影响因素表示式 βg⊿t表示流体由于温差⊿t而产生的浮升力， β称为流体的膨胀系数。 ( , , , , , ) p a f l k C g t =    

对流传热过程的量纲分析 列出主要影响因数:a=f(ul1u,,p,Cn,/BN) 写成幂函数形式:a=k(P,,,D.C(A) 量纲形式 MT-8=kLT-ILLPML T-IMMLT-8-MM-12T-0-FLT-2I 应用量纲一致性原理 令afh为已知,解得:d=1-f 对于质量M:1=c+d+e c=-a+f-2h 对于长度L:0=a+b-c+d-3e+2f+he=a+2g 对于时间T:-3=-ac3d2f-2hb=a+3g1 对于温度θ:-1=d-f

对流传热过程的量纲分析 列出主要影响因数： 写成幂函数形式： 量纲形式： f (u l C g t)  = , ,,, , p ,   ( ) f h p a b c d e  = K u ,l , , ,  ,C ,(gt)                 a b c d e f h MT K LT L ML T MLT ML L T LT −3 −1 −1 −1 −1 −3 −1 −3 2 −2 −1 −2  =   应用量纲一致性原理 对于质量M：1=c+d+e 对于长度L：0=a+b-c+d-3e+2f+h 对于时间T：-3=-a-c-3d-2f-2h 对于温度θ：-1=-d-f 令a,f,h为已知，解得：d=1-f c=-a+f-2h e=a+2g b=a+3g-1

代人得: a=Ku/a+3h-lu-a+/-2a-lpat2Cn (BgAt) K pH(Bg△M 写成准数关联式:N.=KRP「Gh 努赛尔准数,表示给热系数的准数:N= 雷诺准数,表示流动状态对对流传热的影响:R l c 普朗特准数,表示流体物性对对流传热的影响:P 格拉斯霍夫准数,表示自然对流对对流传热的影响:G.=gA 应用公式注意事项:准数关联式仅是一种经验式,不能超出各系 数实验测定的范围。借助实验研究方法求取以上各类别中的具体 准数关联式

代人得： ( )                                = =  + − − + − − + l lu C g t l K Ku l C g t f h p a f h p a a h a f h f a h              2 3 2 3 1 2 1 2 写成准数关联式: 努赛尔准数，表示给热系数的准数: 雷诺准数，表示流动状态对对流传热的影响: 普朗特准数，表示流体物性对对流传热的影响: 格拉斯霍夫准数，表示自然对流对对流传热的影响: 应用公式注意事项：准数关联式仅是一种经验式，不能超出各系 数实验测定的范围。借助实验研究方法求取以上各类别中的具体 准数关联式。 h r f r a Nu = KRe P G  l Nu =  lu Re =  p  r C P = 2 3 2  g tl  Gr  =