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1、上节小结,1、傅立叶定律:,2、定态导热:,6.3 对流给热,6.3.1 概说,(1)流体无相变,强制对流传热自然对流传热,(2)流体有相变,蒸汽冷凝液体沸腾,1 对流给热过程的分类,2 对流传热过程的分析,3 两种对流形式,(加热),(冷却),6.3.2 对流给热速率,3、各无因次数群的物理意义,Re 表示流动状态影响的准数,Nu 表示对流传热系数的准数,Gr 表示自然对流影响的准数,Pr 表示物性影响的准数,传热面的特征尺寸,可以是管内径或外径,或平板高度等,m,4、定性温度,取流体的平均温度(进、出口平均温度)取壁面的平均温度 tW 取流体和壁面的平均温度(膜温)tm(tWt)/2,使用
2、时按公式规定,6.3.3 无相变流体的经验关联式,适用于Re104,Pr0.5100的各种液体(液态金属除外),b.L/d3040的短管,c.,d.,f.环隙套管,变量分析问题:,e.,条件:,3.管外强制对流的,6.4 沸腾给热与冷凝给热,1.分类:,大容积沸腾 管内沸腾,过冷沸腾饱和沸腾,液体与高温壁面接触被加热汽化,并产生气泡的过程称为液体沸腾。大应用:蒸发器、再沸器、蒸汽锅炉等。,6.4.1 沸腾给热,按沸腾所处的空间:,按沸腾液体所处的温度:,沸腾的条件:过热度和汽化核心,(1)过热度:,(2)汽化核心:凹缝侧壁对气泡有依托作用,表面功小 微量气体,成为气泡的胚胎,2.沸腾传热机理,
3、3.大容积饱和沸腾曲线,4.沸腾给热过程的影响因素(1)液体和蒸汽的性质:、Cp、,;,(2)加热表面的粗糙情况和表面物理性质 新的或清洁的面,大;油垢,小;粗糙度适中(3)t(4)P P则ts,使、,有利于气泡的形成和脱离,,5.沸腾过程的强化 表面粗糙化 加入添加剂,蒸汽冷凝给热 汽相没有温度梯度,热阻集中在冷凝液膜内 饱和蒸汽加热的优点:温度恒定,大,2.垂直管外层流(平均)冷凝给热系数,L,注:膜温下凝液的物性,ts下的r,假定:液膜呈层流流动,液膜内的传热方式为纯导热 蒸汽静止或流速很小,对液膜无摩擦阻力,(垂直管),4、垂直管湍流时的冷凝给热系数,垂直管层流,5.影响冷凝给热的因素
4、及强化措施(1)流体的物性和t,;则 q 一定时W,层流时,t,(2)不凝气体的影响定期排放不凝气(3)蒸汽过热的影响(4)蒸汽流速及流向的影响 强化思路 减少液膜厚度,6.5 热辐射,a、r、d 的大小取决于物体的性质、表面状况、温度和投射辐射的波长,一般固体、液体:a+r=1 气体:a+d=1黑体:a=1 黑光金属、黑烟煤近似黑体白体(镜体):r=1 雪霜、磨光铜表面近似白体透热体:d=1 单元子和对称双原子气体,物体的辐射能力:指物体在一定温度下,单位时间、单位表面积上所发出的全部波长的总能量。(E)W/m2,相距很近的平行黑体平板,面积相等且足够大,则,遮热板黑度越低效果越好,6.5.2 气体辐射 单原子及分子结构对称的双原子气体,无辐射能力也无吸收能力。如:O2、N2、H2等气体辐射与固体辐射不同之处:1 对波长具有选择性 2 吸收率与黑度不等 3 气体辐射是容积过程而固体只发生在表面,