化工原理.对流传热

1、对流传热实验 1传热综合实验实 验 报 告课程名称：过程工程原理实验（乙） 指导老师： 杨国成 成绩：_实验名称：传热综合实验 实验类型：工程实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得横管对流传热系数的测定1 实验目的：1.1 掌握空气在普通和强化传热管内的对流传热系数的测定方法，了解影响传热系数的因素和强化传热的途径。1.2 把测得的数据整理成 形式的准数方程式，并与教材中相。

2、第九章 对流传热对流传热在实际工程中非常重要，只要涉及两种流体之间或流体与壁面之间的热量交换问题都属于对流传热。其中，除了热的流动外，还涉及到流体的运动。温度场与速度场之间也存在相互作用。因此，对流传热机理及其理论体系建立在运动方程、连续性方程和能量方程及边界层理论和湍流理论的基础之上。研究重点是探讨强制层流和湍流下的传热、冷凝和沸腾传热的基本定律。,第一节 对流传热的机理和膜系数,一、传热机理在流体中进行传热时，大多情况下流体总是处于运动状态。运动着的流体微团以内能形式携带着能量由一处移向另一处而。

3、1,第四节 对流与对流传热系数,的获得主要有三种方法：,用因次分析法、再结合实验，建立经验关系式。,把理论上比较成熟的动量传递的研究成果类比到热量传递过程。,建立理论方程式，用数学分析的方法求出的精确解或数值解。这种方法目前只适用于一些几何条件简单的几个传热过程，如管内层流、平板上层流等。,2,4-15 影响对流传热系数的因素,一、引起流动的原因,(1 - 2)g= 2 g t,1 强制对流：通过外力对流体作功迫使流体流动,2 自然对流：由于流体内部存在温度差而引起的流动,设1、 2 分别代表温度为t1、t2两点流体的密度，为其平均体积膨胀。

4、2019/7/13,1,化工原理（二）,实验五 对流传热系数的测定,2019/7/13,2,实验五 对流传热系数的测定,一、实验目的 1.学会对流传热系数的测定方法。（换热器的性能参数，决定换热器的尺寸） 2.测定空气在圆形直管内(或螺旋槽管内)的强制对流传热系数，并把数据整理成准数关联式，以检验通用的对流传热准数关联式。 3.了解影响对流传热系数的因素和强化传热的途径。,2019/7/13,3,实验五 对流传热系数的测定,二、基本原理 1对流传热系数的测定（有相变化的传热过程）,套管式换热器,2019/7/13,4,二、基本原理,在套管换热器中，环隙中通水蒸汽，（。

5、4.5 对 流 传 热 系 数 (P244),1）流体种类和相变化的情况蒸汽冷凝、液体沸腾 相变 无相变2）流体的特性 导热系数、粘度、体积膨胀系数。3）流体的温度4）流体的流动状态层流、湍流 湍 层,一、影响对流传热系数的因素,6）传热面的形状，大小和位置形状：如管、板、管束等；大小：如管径和管长等；位置：如管子的排列方式（管束有正四方形和三角形排列）；管或板是垂直放置还是水平放置。,5）流体流动的原因自然对流靠温度差而流动 强制对流由于外力的作用迫使流体流动 强 自,二、对流传热过程的量纲分析,量纲分析法：1）实验和理论结合的。

6、铲刹凉沏刃毙种涪缘旧退特诛潜买炙巷钉招面堡蛇干乖执公秧粉工纲四规第十八讲对流传热第十八讲对流传热1. 平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，则可判断各层导热系数的大小顺序为_，以及每层热阻的大小顺序为 _。热传导【提问】t1t2t3t4R33 R22 R11 答 :沏御蚤型尤奠萌女拓痕胰娘稳数晒傈诵叔锐惑延捂丫冈房惦有碍伐废达雄第十八讲对流传热第十八讲对流传热第五章 传热第一节 概述一、传热在化工生产中的应用二、热源和冷源三、传热的三种基本方式四、 传热过程的速率五、稳态与非稳态传热六、冷热流。

7、知识回顾：,一、对流换热的定义及影响因素,流动起因; 流动状态; 流体有无相变; 换热表面的几何因素; 流体的热物理性质。,三、对流换热微分方程,温度场,温度场 受流场的影响 速度场、温度场、压力场动量、质量、热量守恒方程方程组过于复杂，引入边界层概念简化最终目的：能够通过简化方程得到分析解、分析温度场影响因素,二、研究方法（分析；比拟；实验；数值）,动量守恒方程:,能量守恒方程:,质量守恒方程:,二维、常物性、不可压流体对流换热问题数学描述:,对流换热微分方程:,4个方程，4个未知量 可求得速度场(u,v)、温度场(t)及压力场(p。

8、第二部分对流传热 第五章对流传热的理论基础第六章单相对流传热的实验关联式第七章相变对流传热 第五章对流传热原理 ConvectionHeatTransfer 5 1对流换热概述 5 2对流传热微分方程组 5 3边界层型对流传热问题数学描述 。

9、第八章 对流传热,在对流传热过程中，除热的流动外，还涉及到流体的运动，温 度场和速度场将发生相互作用。解决对流传热问题，将以连续性方程、运动方程和能量方程为 基础，并结合量纲分析理论，解释对流传热的机理，探讨强制对流 传热、自然对流传热等的基本规律，并重点研究对流传热系数的计 算问题。,第一节 对流传热的机理与对流传热系数,一、对流传热机理 对流传热通常将运动流体与固体壁面之间的热量传递过程统称为对流传 热。包括：强制对流(强制层流、强制湍流)、自然对流、蒸汽冷凝及液体 沸腾等形式。工程上常见的是强制湍流传热。

10、第7章 相变对流换热,Phase Transformation Convection Heat Transfer,相变换热：凝结换热和沸腾换热,相变换热的特点： 由于有潜热释放和相变过程的复杂性，比单相对流换热更复杂； 目前，工程上也只能助于经验公式和实验关联式。,7.1 凝结换热 7.1.1 概述,定义 蒸气与低于其饱和温度的壁面接触时，将汽化潜热释放给固体壁面的过程。 产生条件：壁面温度tw蒸汽的饱和温度ts 分类(凝结液与壁面浸润情况) 膜状凝结(filmwise condensation): 珠状凝结(dropwise condensation) 实例 发电厂凝汽器、制冷装置中的冷凝器 深秋玻璃上的水膜,凝结换。

11、无相变时对流传热系数的经验关联式,例题一列管式换热器，由38根252.5mm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192mm，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 = 860kg / m3 ,c p = 1. 80kJ /(kg .), = 0 .45 mPa .s, = 0 .14 W /(m. ),2. 圆形管内强制层流 特点： 1）物性特别是粘度受管内温度不均匀性的 影响，导致速度分布受热流方向影响。 2）层流的对流传热系数受自然对流。

12、传热学,内部流动 强制对流传热,一、管内强制对流传热流动和换热的特征,1. 管内的流动状态,Re<2300 层流,2300104 过渡区,Re104 湍流,（采用雷诺数判断）,2. 流动和换热的入口段及充分发展段,速度边界层,流动的入口段,流动的充分发展段,温度边界层,换热的入口段,换热的充分发展段,hx不再发生变化,3. 强制对流传热特征数关联式,努赛尔数,雷诺数,普朗特数,其中: 确定。

13、4.3 对流传热,4.3.1 对流传热分析,（1）流体主流：由于流体内漩涡丛生，流体各部分激烈混合，所以传热热阻很小，横向（径向）的温度趋于一致； （2）层流底层：传热以导热方式进行的，流体膜虽薄，却是对流传热的主要热阻所在，温度降也主要集中在层流底层中。温度分布为一直线； （3） 过渡区：温度分布为一曲线,4.3.2 对流传热的分类,无相变,强制对流流体在外力作用下强制流动引起的传热,自然对流流体内部存在温度差而产生内循环,有相变,蒸汽冷凝传热,液体沸腾传热,设a处密度为，b处的密度为,a、b两点的压力差,环流速度：,4.3.3 对流传。

14、1 讲授姜华 化工基础AnIntroductiontoChemicalIndustryandEngineering 2 4 3对流传热 convectionofheat 教学目的 课型 教学方法 参考文献 重点难点 了解对流传热的机理 掌握对流传热的基本方程以及各种情况下给热系数的准数关联式 对流传热的机理和对流传热的基本方程 新理论知识 讲述 习题分析 4 6 了解沸腾和冷凝时传热膜系数 3 4。

15、对流传热,在工业生产中，经常遇到两流体之间或流体与壁面之间的热交换问题，这类问题需用对流传热的理论予以解决。在对流传热过程中，除热的传递之外，还涉及到流体的运动，温度场与速度场将会发生相互作用。故欲解决对流传热问题，必须具备动量传递的基本知识。本知识点将以前面讨论的运动方程、连续性方程和能量方程为基础并结合量纲分析理论，解释对流传热的机理，探讨对流传热的基本规律。,在工程上，对流传热是指流体与固体壁面间的传热过程，即由热流体将热传给壁面，或由壁面将热传给冷流体。这种对流传热多是在流体流动的过程中发。

16、3.3 对流传热概述,3.3.1 对流传热速率方程和对流传热系数3.3.2 对流传热机理,对流传热是指流体中质点发生相对位移和混合而引起的热量传递。对流传热仅发生在流体中，与流体的流动状况相关。在对流传热的同时伴有流体间的导热现象，通常对流传热是指流体与固体壁面间的传热过程。,自然对流：温差引起密度差，造成流体流动。强制对流：流体靠外加动力流动，造成对流。,3.3.2 对流传热速率方程和对流传热系数,1、对流传热速率方程对流传热是指湍流主体与固体壁面（或反之）的传热过程，其传热过程比较复杂，传热机理也各不相同。工程上采用较。

17、2019/9/10,第四章 传热,一、对流传热的分析 二、对流传热速率方程 三、传热系数关联式的建立,第三节 对流传热,2019/9/10,三、对流传热系数关联式的建立,（一）影响对流传热系数的因素,1.流体的种类和相变化情况 液体、气体和蒸汽的对流传热系数都不相同。有相变化的传热系数比无相变化大的多。 2.流体的物理性质 导热系数、黏度、比热容、密度都对传热系数有影响。,2019/9/10,3.流体的流动状况 湍流时比层流时传热系数大的多。 4.流体流动的原因 强制对流比自然对流传热系数大几倍或几十倍。 5.传热面的形状、位置和大小 选用特征尺寸来表。

18、1,第四章、实验,实验五 对流传热系数的测定,2,实验五 对流传热系数的测定,一、实验原理1、对流传热过程分析对流传热（对流给热）是指流体中质点发生相对位移而引起的热交换。对流传热仅发生在流体中，与流体的流动状况密切相关。实质上对流传热是流体的对流与热传导共同作用的结果。工业生产中大量遇到的是流体流过固体表面时与固体表面间发生的热量交换。这一过程称为对流给热。,3,一、实验原理,热流体到壁面或壁面到冷流体的热量传递过程,4,一、实验原理,2、对流传热过程的数学描述流体被冷却时，流体被加热时上两式称为牛顿冷却定律。。

19、工业上遇到的对流传热常指间壁式换热器中两侧流体与固体壁面之间的热交换，即流体将热量传给固体壁面或者壁面将热量传给流体的过程称之为对流传热（或称对流给热）。,第三节 对流传热,一、对流传热过程分析,二、 牛顿冷却定律,式中 Q 对流传热速率，W； 对流传热系数，W/(m2)； t 对流传热温度差，； A 传热面积，m2。,有效膜厚度,三、影响对流传热系数的因素,1.引起流动的原因 自然。

20、2019/5/8,第四章 传热,一、对流传热的分析 二、壁面和流体的对流传热速率,第三节 对流传热,2019/5/8,对流传热过程分析,对流传热，指流体与固体壁面直接接触时的传热， 是流体的对流与导热两者共同作用的结果。其传 热速率与流动状况有密切关系。,2019/5/8,由于对流传热的多样性，有必要将问题分类加以研究。,2019/5/8,一、对流传热的分析,流体沿固体 壁面的流动,滞流内层,缓冲层,湍流主体,流体分层运动，相邻层间没有流体的宏观运动。在垂直于流动方向上不存在热对流，该方向上的热传递仅为流体的热传导。该层中温度差较大，即温度梯度较。