《传热与换热器》PPT课件

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1、第十章传热与换热器第一节通过肋壁的传热第二节有复合换热时的传热计算第三节传热的增强与削弱第四节换热器的型式和基本构造第五节平均温差第六节换热器计算第七节换热器性能评价简述作业第一节通过肋壁的传热已知：稳态，未加肋侧的参数为：A1、tw1、h1、tf1；肋壁厚、导热系数；加肋侧的参数为：肋基温度tw2、h2、tf2、总表面积A2=A2/+A2//，其中：A2/：未肋化部分的面积，A2//：肋片的全表面积。A2/A2//h2tftw2A1tw1h1tf1加肋侧换热量：=h2A2/（tw2-tf2）+f·被肋化面积=h2A2/（tw2-tf2）+fh2A2//（tw2-t

2、f2）第一节通过肋壁的传热于是有：=h2A2（tw2-tf2）另肋壁的导热传热量为：=λA1（tw1-tw2）/δ未加肋侧的换热量为：=h1A1（tf1-tw1）联立上式，消去tw1、tw2即有：进一步整理：=h2（A2/+fA2//）（tw2-tf2）若令：我们称之为肋壁总效率。其物理意义为：第一节通过肋壁的传热K1称为以A1面为基准为传热系数。=A2/A1，称为肋化系数，显然>1，且有>1。上式可写成：=k1A1（tf1-tf2）W其中：第一节通过肋壁的传热若以A2作为传热基准面，k2为以A2面为基准为传热系数，则有：第一节通过肋壁的传热肋壁总效率以肋化

3、系数的影响因素较多，下面看看肋片间距与肋高的影响，进而对传热系数k的影响：1.肋片间距s：①s↓→单位长度内肋片的数量↑→A2↑→↑→热阻R2↓→k1↑②s↓→增强肋片间流体的扰动→h2↑→k1↑③s的下降是有限的，s必须大于最厚热边界层厚度的2倍。2.肋片高度l：l↑→f↓→↓，但当l↑→肋片面积A2//↑→A2↑→↑，必存在某一高l，使有极大值，从而使热阻R2有极小值，k1最有利。另外，肋片应加在对流换热系数较小的一侧，且不必过分追求高等使此侧热阻变得很小，只要使两侧热阻大小相当即可。工程上有时将肋片加在对流换热系数大的一侧，其主要目的就再不是为了强化传热。若h大

4、的一侧为温度低的流体，其目的可能是为有效地降低壁温，如锅炉中的水冷壁等。第二节有复合换热时的传热计算实际的传热过程多由二种或三种方式组成的复合换热，如室内辐射采暖板的表面与室内既有对流换热，又有辐射换热：对流换热量：qc=hc（tw-tf）W/m2式中：Tam为周围环境参与辐射换热的物体温度。若引入温差（tw-tf），将辐射换热的计算式也用牛顿冷却公式的形式表示，则有：式中：hr称为辐射换热表面传热系数。辐射换热量：第二节有复合换热时的传热计算于是总换热量：q=qc+qr=（hc+hr）（tw-tf）=h（tw-tf）上式在工程计算时被大量采用。它有时使计算大大简化，且h在暖通计算中

5、常可由手册查得。一般对室内表面换热：hr/h≈50～60%，而室外因风速影响：hr/h≈10～15%左右。另外，当tw>tf且tw>tam，或当twh2，且有：h1=nh2，通过推导可得：k/

6、h2=n2·k/h1上式说明k随h2的变化率要比k随h1的变化率大n2倍，说明设法提高h2比提高h1使k值的增加要好得多。二、增强传热的方法1.改变流体的流动状态：1>.增大流速：h∝u0.8，但u变大，能耗随u3增加。2>.加扰动物：破坏边界层，使流场形成环流或紊流。一、增强传热的基本途径=KA△t第三节传热的增强与削弱二、增强传热的方法2.改变流体的物性1>.气流中加少量固体细粒：使气流的、c↑；2>.蒸汽或气体中喷入液滴：促使换热向珠状凝结转化；3>.液体中加少量挥发性强物质：促使向泡态沸腾换热转化。3.改变换热表面状况1>.增加粗糙度：2>.改变截面形状和大小：3>

7、.表面涂层：第三节传热的增强与削弱三、削弱传热的方法1.热绝缘1>.真空热绝缘：如保温瓶胆；2>.多层热绝缘：3>.外包热绝缘材料：2.改变表面状况1>.表面涂层：如用选择性材料作太阳集热器的涂层；2>.附加抑制对流的元件：3>.在保温材料的表面或内部加憎水剂：第四节换热器的型式和基本构造按工作原理可将换热器分成三类1.间壁式换热器：冷热流体被一壁面隔开；最常见。2.混合式换热器：冷热流体直接混合换热；3.回热式换热器：冷热流体交替流过换热器。间壁式换热器