化工原理(华理)-传热- [考研大题].pdf

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1、2013/5/19一、热传导¶t1傅立叶定律q=-l¶n“—”表示热流方向与温度梯度第四部分、传热方向相反，即热量从高温传至低热流密度温。q与温度梯度成正比λ—导热系数：W/m·℃物理意义导热过程的速率与法向温度梯度成正比，传热方向总是和温度梯度方向相反，即由高温向低温传递。λ越大，导热性能增加，传热越快。2、传导通式λ量级：t-tDt推动力122Q===金属10~10W/m·℃写成通式：d/lAR阻力m-2-1•绝热材料10~10W/m·℃•液体10-1W/m·℃dR=-2lA•气体10W/m·℃m平壁：Am=A1．λ金属>λ液体>λ气体2．温度升高时，λ液下降(水、甘油例外)，A2

2、-A1Am=λ气上升，圆筒壁：ln(A2/A1)球壁：Am=A1A2λ金属下降，大多λ非金属上升3、多层壁导热二、对流给热过程的分类Q=t1-tn+1速率=总推动力=某层推动力ììì湍流ndï无相变的给热过程ï强制对流í层流总热阻某层热阻ïíîå()i根据流体是否有相变化íïî自然对流i=1lAm条件：无接触热阻ïì蒸汽冷凝ï有相变的给热过程í液体沸腾l温度差与热阻的关系îîDt1Dt2DtiDt总===根据引起流动的原因，可将对流给热分为RRRR12i总强制对流和自然对流两类。即：Dt:Dt:Dt=R:R:R123123表明哪层温差大，哪层热阻大。12013/5/19三、传热基本方程

3、式强制对流在外力或DP作用下引起流动Q=KA(T-t)22Nu=f(Re,Pr,Gr)(T-t)-(T-t)12=Q=KAKAtD(T-t)mlln10.8ba湍=0.023RePr(T-t)2dDt-Dt12Dt=mDt1lnDt2（1）Dt的计算mQ=KADtm对数平均温度Dtm的特点一．恒温差传热TDtDt=T-ttDt=Dt1-Dt2mmDtln1二．变温差传热0ADt2TT11、Dt恒Dt逆并T1T1并流T2t2逆流T24、当Dt1=0或Dt2=0，则Dtm

4、=0Dtt2Dt5、1

5、液在烈火中不融化？22013/5/19Tt12T（4）、列管式换热器（3）、Q的计算TwtwA=npd外l传热速率：Q=KADtmqu=vt20.785dn两种流体间换热内T1t2单程列管式换热器热量衡算：同种流体1—外壳2—管束3、4—接管5—封头6—管板7—挡板Q=qc(T-T)无相变时：m1p112A=npdl外q=qc(t-t)u=vm2p22120.785dn/2内有相变时：Q=wrr为汽化热双程列管式换热器W为冷凝量1—壳体2—管束3—挡板4—隔板讨论：管子数用n表示，管程数用N表示P圆直管内处于高度湍流，无相变流体qm2NN0.8①已知qv1,d1时α1，令d1=d2使q

6、v2=2qv1,u2=uµPÞaµ(P)则α=0.8α。12n2nn221rpd×内4NP②已知q,d时α，令q=q使d=1/2d,v111v2v112t1t1则α2=(1)1.8α1。T22T1T2T10.8a2qV20.8d11.8aµqv=()()t2t2d1.8a1qV1d2单管程、单壳程双管程列管式四、换热器的设计型计算0.8aµqv以冷却为例：1.8d热量衡算：qm1cp1(T1-T2)=qm2cp2(t1-t2)=QNPNP0.8uµÞaµ()2nn传热速率：Q=qm1cp1(T1-T2)=KADtmu0.80.8变量：NPaµµ1.80.81.8q,T,T,q,t,t,

7、K,A共有8个(c,c除外)dndm112m212p2p1方程数：2个；自由度8-2=6个。32013/5/19一、设计型计算的命题方式二、设计计算方法：1、设计任务：qm1、T1、T2或qm2、t1、t21、q,T,T¾Q¾=q¾m1cp¾1(T1-¾¾T2)®Qm1122、设计条件：t1或T1Dt1-Dt2Dtm=Dt13、计算目的：A。lnDt2、选择流向，t,t¾¾¾¾¾1®Dt12m4、分析：自由度：6个；已知：4个，尚有2个变量有选