五、热边界层 1.形成 当流体流过与其温度不同的壁面时,因其本身受热或冷却而使壁面附近流体的温度发生变 化,从而产生温度梯度 热边界层(温度边界层):壁面附近存在温度梯度的流体层δ,一般取热边界层外缘的过余温 度 主流区:边界层以外的区域 2.发展(限于管内) 与流动边界层类似,热边界层的形成也有一个发展的过程,但热边界层在充分发展后因传热 过程的继续而不能形成稳定的热边界层,最后会消失。 虽然管道内充分发展后的热边界层(温度分布)不能稳定,但局部对流传热系数α可以基 本稳定。因为对流传热系数取决于层流底层的厚度,见a的物理意义 进口段(稳定段):从进口处到局部对流传热系数α基本稳定的这一段距离 公若流动边界层在管中心汇合时仍为层流,则从进口处开始降低到某一极限值后基本上保持 若汇合前己发展为湍流,则在层流向湍流过渡时,α有所回升,然后趋于恒定。当湍流十 分激烈时,进口段的影响即消失
五、热边界层 1．形成 当流体流过与其温度不同的壁面时，因其本身受热或冷却而使壁面附近流体的温度发生变 化，从而产生温度梯度。 热边界层（温度边界层）：壁面附近存在温度梯度的流体层t，一般取热边界层外缘的过余温 度 。 主流区：边界层以外的区域。 2．发展（限于管内） 与流动边界层类似，热边界层的形成也有一个发展的过程，但热边界层在充分发展后因传热 过程的继续而不能形成稳定的热边界层，最后会消失。 虽然管道内充分发展后的热边界层（温度分布）不能稳定，但局部对流传热系数x可以基 本稳定。因为对流传热系数取决于层流底层的厚度，见x的物理意义。 进口段（稳定段）：从进口处到局部对流传热系数x基本稳定的这一段距离。 若流动边界层在管中心汇合时仍为层流，则从进口处开始降低到某一极限值后基本上保持 恒定。若汇合前已发展为湍流，则在层流向湍流过渡时，有所回升，然后趋于恒定。当湍流十 分激烈时，进口段的影响即消失。 0.99( ) w w t −t = t −t
第四节传热计算 能量衡算(忽略热损失) 1.基本热量衡算式 Q=W(Hh-Hm)=W(He-He) 无相变时热量衡算式 do=Wc.dT=wc dt O=W,Cpn (1-12)= Cpe(t2-t1) 3.有相变时热量衡算式 O=W,h=wcpe(t-t) O=WACo(l-M)=wr W 无相变和有相变共存时热量衡算式 Q=WA[2+cn(T-T2)=W.cm(2-1) Q=Wcm(71-12)=W[cp(12-41)+ 总传热方程:仿牛顿冷却定律,显然,在间壁式换热器中,热流密度与两流体的温差成正比 doK.( 总传热微分方程 dO=K(T-fds 总传热微分方程 式中qx—局部热流密率,Wm2; Q——传热速率或热流量,W 间壁传热面积,m 局部总传热系数,W(m2k T——分别为冷热流体的局部流体截面平均温度或大空间中流体主流温度,K;
第四节 传热计算 一、能量衡算（忽略热损失） 1．基本热量衡算式 2．无相变时热量衡算式 3．有相变时热量衡算式 4．无相变和有相变共存时热量衡算式 二、总传热方程：仿牛顿冷却定律，显然，在间壁式换热器中，热流密度与两流体的温差成正比， 即 ——总传热微分方程 或 ——总传热微分方程 式中 qx——局部热流密率，W/m2； Q——传热速率或热流量，W； S——间壁传热面积，m2； Kx——局部总传热系数，W/(m2 K)； t、T——分别为冷热流体的局部流体截面平均温度或大空间中流体主流温度，K； ( ) ( ) Q =Wh Hh1 − Hh2 =Wc Hc2 − Hc1 dQ W c dT W c dt = h ph = c pc ( ) ( ) 1 2 2 1 Q W c T T W c t t = h ph − = c pc − ( ) 2 1 Q W r W c t t = h h = c pc − h ph c c Q =W c (T −T ) =W r 1 2 h h c c Q =W r =W r ( ) [ ( ) ] h ph 1 2 c pc s 1 c Q =W c T −T =W c t −t + r [ ( )] ( ) 2 2 1 Q W r c T T W c t t = h h + ph s − = c pc − K (T t) dS dQ qx = = x − dQ = Kx (T −t)dS