第五章-传热ppt课件.ppt

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1、目录第五章传热及设备第一节概述第二节热传导一、傅里叶定律二、热导率三、一维平壁稳态热传导四、一维圆筒壁稳态热传导1化工原理》电子教案/目录目录第三节对流传热一、实验法求二、各种情形下的经验式（一）无相变1、管内层流2、管内湍流3、管外强制对流4、自然对流（二）有相变1、冷凝2、沸腾对流传热系数小结的数量级2化工原理》电子教案/目录目录第四节间壁式换热器的传热一、换热器简介二、间壁式换热器的传热过程分析三、间壁式换热器的传热过程计算1、总传热速率方程2、Q的计算3、K的计算4、tm的计算5、传热单元数法习题课6、壁温的计

2、算3化工原理》电子教案/目录目录第五节间壁式换热器介绍（教材第六章）一、列管式换热器（管壳式换热器）二、其它类型的换热器三、传热过程的强化4化工原理》电子教案/目录目录第六节辐射传热一、基本概念二、物体的辐射能力三、两灰体组成的封闭体系的辐射传热速率四、气体热辐射的特点五、辐射、对流的联合传热第五章小结5化工原理》电子教案/目录第五章传热及设备第一节概述热传导（导热）对流传热辐射传热传热有三种方式：(举例电热炉烧水)机理：相互接触的物质之间静止的物质内部层流流动的物质内部发生在管内层流热量入对流传热系数或给热系数，W/m2K

3、气体---靠分子或原子的无规则若运动；固体---金属靠自由电子，非金属靠晶格的震动液体---两种观点（见教材）导热导热自然对流6第二节热传导一、傅里叶定律1、基本概念单位时间传递的热量，J/s单位传热面积上的传热速率，J/m2s，矢量，方向为传热面的法线方向q温度相同的点组成的面两等温面的温差与两等温面间的任一距离之比两等温面的温差与两等温面间的法向距离（最短）之比等温面等温面72、傅里叶定律负号表示q与温度梯度方向相反称为热导率,单位为W/(mK)q对照：牛顿黏性定律，形式上很相似8物理含义：代表单位温度梯度下的热通量大小，

4、故物质的越大，导热性能越好。一般地，导电固体>非导电固体，液体>气体（见图5-4）二、热导率属物性影响因素：与物质种类、T、浓度有关，一般与P无关T，气体水，甘油，其它液体的金属，非金属。获取方法：查相关物性数据手册，如附录二～四。9三、一维平壁稳态热传导1.无限大单层平壁（无内热源）稳态导热-------可见温度分布为直线若为常数，则：b无限厚无限长特点：属一维导热，A为常数，Q为常数102、无限大多层平壁一维稳态导热（无内热源）三、一维平壁稳态热传导特点：同单层平壁此外，通过每一层的

5、Q（或q）都相同对每一层均有：11三、一维平壁稳态热传导思考1：若上述平壁的右侧与环境进行对流传热，设环境温度为t0、对流传热系数为，则传热量如何计算？t1t4121、无限长单层圆筒壁一维稳态导热（无内热源）四、一维圆筒壁稳态热传导特点：属一维导热，A常数，Q为常数，q常数若为常数，则：--------可见温度分布为对数关系在(t1，t)积分，得：在(t1，t2)积分，得：131、无限长单层圆筒壁一维稳态导热（无内热源）四、一维圆筒壁稳态热传导------对数平均半径142、无限长多层圆筒壁一维稳态导热（无内热源）四

6、、一维圆筒壁稳态热传导对每一层均有：15四、一维圆筒壁稳态热传导思考2：气温下降，应添加衣服，应把保暖性好的衣服穿在里面好，还是穿在外面好？bb12QQbb2116影响因素：接触面的粗糙程度，接触面的压紧力，接触面空隙内的流体性质。接触热阻：两固体之间由于未紧密接触而导致的接触热阻一般通过实验测定或凭经验估计返回目录17第三节对流传热回忆：什么是对流传热？强制对流----湍流流动的流体与外界的传热自然对流----静止流体、层流流动流体与外界的传热对流传热系数，W/m2K边界层是对流传热的主要热阻所在。ttwQ牛顿冷却

7、定律：流向近壁面传热放大图18第三节对流传热获得的主要方法：理论分析法解析求解、数值求解实验法：半理论半经验方法，是目前的主要方法。牛顿冷却定律：19一、实验法求影响的因素主要有：1.引起流动的原因：自然对流和强制对流2.流动型态：层流或湍流3.流体的性质：、、cp、等4.传热面的形状、大小、位置：如圆管与平板、垂直与水平、管内与管外等5.有相变与无相变：cp或汽化潜热r量纲分析法：第一章有关内容用量纲分析法、再结合实验，建立经验关系式。定理：20一、实验法求------格垃晓夫数Gr是雷诺数的一种变形，相当于

8、自然对流时的“雷诺数”无因次数群：-----努塞尔数，表示导热热阻与对流热阻之比-----普朗特数，反映物性的影响。一般地，气体的Pr<1，液体的Pr>121一、实验法求故定性温度：确定物性的温度，有两种主体平均温度膜温22二、各种情形下的经验式（一）无相变时当Gr>25