4-6傳熱過程練習(xí)題ppt課件

傳導(dǎo)、對流和輻射定態(tài)傳熱與非定態(tài)傳熱傅里葉定律、牛頓冷卻定律及傳熱平衡方程總傳熱方程總傳熱系數(shù)對數(shù)平均溫度差熱阻概念強(qiáng)化傳熱和削弱傳熱的措施換熱器流體流動路徑選擇,復(fù)習(xí)第四章傳熱,基本概念,1,物理意義：溫度梯度為1Km-1時，單位時間單位面積傳遞的熱量。,金屬非金屬液氣,濕干,液體：；氣體：。,2,滯流湍流,質(zhì)點運(yùn)動方式,相對位移,徑向脈動,混合均勻,層間滑動,極少混合,傳熱方式,傳導(dǎo),對流,溫度降,0,0,0,溫度梯度,熱阻,0,0,0,3,對流傳熱的基本規(guī)律流動邊界層通過熱邊界層影響傳熱強(qiáng)度，熱阻集中在熱邊界層，熱邊界層外無熱阻；對流傳熱包括熱量通過熱邊界層的傳導(dǎo)傳熱和通過熱邊界層以外的對流傳熱兩個過程。,4,影響對流傳熱系數(shù)h的因素,1.引起流動的原因,h強(qiáng)h自,2.流體的物性，cp,h湍h層,4.傳熱面的形狀，大小和位置,3.流動形態(tài),h相變h無相變h液h氣,5.流體的相態(tài)變化,6.傳熱溫度,hf(u,d,l,cp,gt),5,傅立葉定律,基本公式,6,1單層平面壁,7,2多層平面壁,8,3單層圓筒壁,9,4多層圓筒壁,10,Nusselt，待定準(zhǔn)數(shù),Reynolds，流動型態(tài)對對流傳熱的影響,Prandtl，流體物性對對流傳熱的影響,Grashof，自然對流對對流傳熱的影響,對流傳熱系數(shù)h的求取,hf(u,d,l,cp,gt),11,流體無相變時的對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式,12,熱量衡算,兩種流體均無相變化,熱流體有相變化,傳熱平衡方程,13,14,15,1在列管換熱器中，當(dāng)兩側(cè)熱阻相差很大時，管壁平均溫度接近。A熱阻較小的那一側(cè)流體的溫度B熱阻較大的那一側(cè)流體的溫度C兩側(cè)流體的平均溫度D無法確定,A,練習(xí)題,2當(dāng)換熱器使用一段時間后，傳熱表面會結(jié)垢，結(jié)垢層將使總傳熱熱阻。A不變B減小C增大D無法確定,C,16,3對于多層平面壁的定態(tài)導(dǎo)熱過程，若第一層的溫差T1大于第二層的溫差T2，第二層的溫差T2大于第三層的溫差T3，則第一層的熱阻R1、第二層的熱阻R2與第三層的熱阻R3關(guān)系為。AR1=R2=R3BR1R2R3D無法確定,C,4下列關(guān)于對流傳熱系數(shù)的說法中，錯誤的是。A它是流體固有的屬性B它與流體的物性有關(guān)C它與流體的流動狀態(tài)有關(guān)D它與傳熱面的大小、形狀有關(guān),A,17,5在間壁式換熱器中，間壁兩側(cè)流體的對流傳熱系數(shù)分別為h1和h2，且h1h2，若要強(qiáng)化傳熱過程，關(guān)鍵在于。A降低h1B提高h(yuǎn)1C降低h2D提高h(yuǎn)2,D,6各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)通常用實驗方法測定，其大小按排列。A金屬非金屬固體液體氣體B金屬液體非金屬固體氣體C液體金屬非金屬固體氣體D氣體液體非金屬固體金屬,A,18,7物體各部分之間不發(fā)生相對位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動而引起的熱量傳遞稱為。A熱傳導(dǎo)；B熱傳遞；C熱放射；D熱流動。8流體各部分之間發(fā)生相對位移所引起的熱傳遞過程稱為。A對流；B流動；C傳遞；D透熱。9因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞，稱為。A熱傳導(dǎo)；B熱傳遞；C熱放射；D熱輻射。,A,A,D,10.牛頓給熱定律中，計算對流傳熱速率的傳熱溫差為。A壁面與流體間的溫度差B冷、熱流體的對數(shù)平均溫差C熱流體的進(jìn)、出口溫差D冷流體的進(jìn)、出口溫差,A,19,1.在列管換熱器中，飽和蒸汽宜走，不清潔和易結(jié)垢的流體宜走。,2.熱傳遞的基本方式有、。,3.在對流傳熱過程中，熱邊界層中溫度梯度較，傳熱熱阻較。,管間（殼程），管內(nèi)（管程）,傳導(dǎo)，對流，輻射,大，大,20,4傳熱僅發(fā)生在流體中。5對流傳熱又分對流和強(qiáng)制對流。6不需要任何介質(zhì)的傳熱稱為傳熱。7在列管式換熱器中，流體在流動稱為流經(jīng)管程。8列管式換熱器中，流體在流動稱為流經(jīng)殼程。,對流,自然,輻射,管內(nèi),管間,21,9.在恒溫傳熱中，兩流體在間壁每一處的溫度。,10.在對流傳熱過程中，湍流流體中溫度梯度較，傳熱熱阻較。,相等,小，小,11.強(qiáng)化傳熱的途徑有，。,增大總傳熱系數(shù)，增大傳熱面積，增大傳熱平均溫度差,22,在傳熱面積為12m2的管殼式換熱器中，用工業(yè)水冷卻離心泵的軸封冷卻用水，工業(yè)水走管程，進(jìn)口溫度20，軸封冷卻水走殼程，進(jìn)口溫度為75，采用逆流操作方式。當(dāng)工業(yè)水流量為1.0kg/s時，測得工業(yè)水與軸封冷卻水的出口溫度分別為40與28，當(dāng)工業(yè)水流量增加一倍時，測得軸封冷卻水出口溫度為24。假設(shè)管壁兩側(cè)剛經(jīng)過清洗，試計算最初流量下管程和殼程的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)各為多少？水比熱容均取4.2kJ/(kg)解：,23,24,25,采用套管式換熱器，于環(huán)隙中110飽和水蒸汽冷凝以將內(nèi)管中的空氣由20加熱到80。已知內(nèi)管為321mm的紫銅管(=380W/(m.),，空氣處理量為19Kg/h，空氣的平均物理性質(zhì)如下：=1.060Kg/m3,=0.029W/(m.),=2.0110-5Pa.s,Cp=1.005KJ/(Kg.),試求：內(nèi)管中空氣的對流傳熱系數(shù)；若水蒸汽在環(huán)隙中的對流傳熱系數(shù)取10000W/(m2.)，不計污垢熱阻，求管長和內(nèi)管壁溫；欲將空氣處理量增加25%，試問從換熱器結(jié)構(gòu)和操作條件兩方面可采取哪些可行的措施以完成加熱任務(wù)？,26,解：空氣在管內(nèi)的流速,27,28,29,30,提高飽和水蒸汽溫度,增加換熱器的管長,31,有兩湍流流體在逆流套管換熱器內(nèi)換熱，兩流體的傳熱膜系數(shù)均為500Wm-2K-1，密度平均值均為1000kgm-3，比定壓熱容（平均值）均為4kJkg-1K-1，流量為0.001m3s-1，換熱面積為20m2，熱流體初始溫度為120，冷流體初始溫度為20。求熱流體出口溫度（管壁熱阻可忽略）。解:,32,33,在并流換熱器中，用水冷卻油。水的進(jìn)、出口溫度分別為15和40，油的進(jìn)、出口溫度分別為150和100?，F(xiàn)因生產(chǎn)任務(wù)要求油的出口溫度降至80，假設(shè)油和水的流量、進(jìn)口溫度及物性均不變，若原換熱器的管長為1m，求此換熱器的管長增至多少米才能滿足要求（換熱器的熱損失可忽略）。,34,某一603mm的鋁復(fù)合管，其導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(mK)，外包一層厚30mm石棉后，又包一層30mm軟木。石棉和軟木的導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.16W/(mK)和0.04W/(mK)。試求：(1)如已知管內(nèi)