上海交通大学：《化工原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）对流传热

传热的推动力与阻力 热流体A 传热壁 (1 冷流体 L 滞流底层! 温 T 度 b, 5 A-A截面上的位置

传热的推动力与阻力

研究对流换热 龙对固体衰团和 流体间的 ①、⑨③ 三种热量交 仿换方式同时 进行新究 ⑩分于相互碰,低温流体 被用热传导的方式加热 低湿流体 加热后的流体由于 浮力产生上升运动 ①直和固体表面接融的 都分流体,热传导被加热 祖传做面

发生强迫对流 实有应 换热 强制接时 离心泵叭一 5风机 流体 增气 渡动的 空气 水 有温差的机器 水藻汽 静止的 油 自然冷却中 致冷 的物体 室内热水散熟器 冷藏库 变压器￡團 /静怎换触时 等等 发生自然对流 换热

离心泵 风 机

22222y222z222z 热边界层在这一薄层内,温度 由高温θ连续降低至 Qa9/低温D Q0“} 远离高温固体表而的流体 二/由子不受固体表诵厦 影响,仍保持原来的恒定 固 温 体 低温流体 曾记否?边界层…

曾记否？边界层……

高湿固体壁 低滠流体 定常状态下 热边界层内的温度 沿x轴方向急删下降 热边舁层外,度 不再变化,日r= 8 草点 温度分布是这样的

温度分布是这样的

对流传热速率表达式 据传递过程速率的普遍关系,壁面和流体间的对流传热速率: 对流传热速率。对流传热推动力=系数x推动力 对流传热阻力 推动力:壁面和流体间的温度差 阻力:影响因素很多,但与壁面的表面积成反比。 对流传热速率方程可以表示为: do= T-T =a(T-Tw)ds 牛顿冷却定律 adS

对流传热速率表达式 据传递过程速率的普遍关系，壁面和流体间的对流传热速率： 对流传热阻力 对流传热推动力 对流传热速率 = = 系数推动力 推动力：壁面和流体间的温度差 阻力：影响因素很多，但与壁面的表面积成反比。 对流传热速率方程可以表示为： dS T T dQ w  1 − = =(T −Tw )dS ——牛顿冷却定律

?127飞37 2CLy7.C 湍流核心 级冲层 尽流内层 固体 dq=adS ( n dt C dq=-n dA b 牛顿冷却定律:对流传热系数是技术上的系数,不是物性值

( ) s b dq = dS  t −t =0 = −  y dy dt dq  dA dy b dt t t s b y    = − = − =0 牛顿冷却定律：对流传热系数是技术上的系数，不是物性值

供热边界层↓流体温度均匀不变的区城一 学 三三低置流体 温 高涯面 布曲线 这是温度分布曲线在x=0 处的线。这条切线斜率的大小 即温度梯度的大小,决定 对流传热系数的大小

对流传热系数

当水由静止 到流动 进而到沸腾时,传递热量猛烈增长 ***Au >mX →×:0 刀777 空气屮自然对流 中●自自···自P中号电P?中中看自平平4 ~10 空气中强制对流… …10~250 油的强制对流……………………………………50~1500 水的强制对流 250~100Q0 水蒸气冷醍…………………………50~-15000 水沸跨……………………………150~45000

牛顿冷却定律 △t Q=aSAt ·Δt:流体温度与壁面温度之差 流体温度:主体温度、混合杯温度 α:对流传热系数(膜系数)热阻集中在层流内层 Q=SAt/b 2=aSAt a=nb 影响因素 流体性质:导热系数、粘度、比热、密度、热膨胀 流动状态:流速 流传热过程描 界面情况:管径、光滑情况、形状、位置 计算方法 因次分析→>无因次准数 述 实验回归→系数 关联式 解析、类似率一《化工传递》

对 流 传 热 过 程 描 述 • 牛顿冷却定律 • t: 流体温度与壁面温度之差 – 流体温度：主体温度、混合杯温度 • ：对流传热系数（膜系数）热阻集中在层流内层 Q=St/b Q=St ＝/b – 影响因素 • 流体性质：导热系数、粘度、比热、密度、热膨胀 • 流动状态：流速 • 界面情况：管径、光滑情况、形状、位置 – 计算方法 • 因次分析→无因次准数 • 实验回归→系数 • 解析、类似率 － 《化工传递》 S t Q S t   1  =  = 关联式 1 0