化工流體流動(dòng) 3536學(xué)時(shí)

1、第四章 傳熱5.3.4 無相變時(shí)的強(qiáng)制對(duì)流傳熱系數(shù)表示對(duì)流傳熱系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)表示流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)數(shù)表示物性影響的準(zhǔn)數(shù)1一、流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流1.流體在光滑圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制湍流 (1)低黏度流體或迪特斯(Dittus)貝爾特(Boelter)關(guān)聯(lián)式2一、流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流 n 的取值應(yīng)用范圍特性尺寸定性溫度 流體被加熱 流體被冷卻3一、流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流或(2)高黏度流體壁面溫度下流體的黏度西德爾(Sieder)泰特(Tate)關(guān)聯(lián)式4一、流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流應(yīng)用范圍特性尺寸定性溫度 的取值 液體被加熱 液體被冷卻 氣體5一、流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流2.流體在光滑圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制層流 應(yīng)用范圍特性尺寸

2、定性溫度或6一、流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流3.流體在光滑圓形直管中呈過渡流 當(dāng)Re = 230010000 先按湍流計(jì)算對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算方法 計(jì)算結(jié)果再乘以校正系數(shù)7一、流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流4.流體在彎管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流 先按直管計(jì)算對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算方法 再對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正彎管中的對(duì)流傳熱系數(shù)直管中的對(duì)流傳熱系數(shù)管子的彎曲半徑8一、流體在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流4.流體在非圓形管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流 將各關(guān)聯(lián)式的管內(nèi)徑改為當(dāng)量直徑對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算方法對(duì)于套管環(huán)隙中用水和空氣進(jìn)行對(duì)流傳熱實(shí)驗(yàn)應(yīng)用范圍特性尺寸定性溫度Re = 12000220000d1/d2 = 1.65179二、流體在管外作強(qiáng)制對(duì)流1.流體在管束外作強(qiáng)制

3、垂直流動(dòng)(1) 管子的排列方式正三角形轉(zhuǎn)角三角形正方形轉(zhuǎn)角正方形管子的排列方式管中心距10二、流體在管外作強(qiáng)制對(duì)流(2)對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算對(duì)于正三角形與轉(zhuǎn)角正方形排列對(duì)于轉(zhuǎn)角三角形與正方形排列應(yīng)用范圍特性尺寸Re 3000管外徑11二、流體在管外作強(qiáng)制對(duì)流定性溫度流 速流體通過每排管子中最狹窄通道處的流速。管束排數(shù)管束排數(shù)為10，否則需乘以校正系數(shù)。管束校正系數(shù)見(表5-3)【例5-7】【例5-9】自學(xué)12二、流體在管外作強(qiáng)制對(duì)流2.流體在換熱器的管間流動(dòng)(1)換熱器的折流擋板管殼式（列管式）換熱器折流擋板13二、流體在管外作強(qiáng)制對(duì)流換熱器的折流擋板弓形折流板圓盤形折流板分流形折流板適用于大直

4、徑換熱器最為常見14二、流體在管外作強(qiáng)制對(duì)流(2)對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算 多諾呼(Donohue)法應(yīng)用范圍特性尺寸定性溫度Re = 320000流 速中心附近排管中最狹窄通道處的流速。15二、流體在管外作強(qiáng)制對(duì)流 凱恩(Kern)法應(yīng)用范圍特性尺寸定性溫度Re = 2000流 速根據(jù)流體流過管間最大截面積計(jì)算。傳熱當(dāng)量直徑16二、流體在管外作強(qiáng)制對(duì)流管子正方形排列管子正三角形排列最大截面積 A 計(jì)算擋板間距換熱器外殼直徑17第五章 傳熱5.3 對(duì)流傳熱5.3.4 無相變時(shí)的強(qiáng)制對(duì)流傳熱系數(shù)5.3.5 有相變時(shí)的強(qiáng)制對(duì)流傳熱系數(shù)18一、蒸汽冷凝傳熱1.蒸汽冷凝傳熱的方式蒸汽冷凝方式膜狀冷凝珠狀冷凝

5、凝液潤濕壁面，形成一層平滑的液膜。凝液不能潤濕壁面，在壁面上雜亂無章地形成小液滴。珠狀冷凝膜狀冷凝19一、蒸汽冷凝傳熱2.對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算(1)垂直壁面上膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)膜內(nèi)層流流動(dòng)，采用分析方法解得蒸汽在飽和溫度下的汽化熱壁面高度蒸汽飽和溫度定性溫度20一、蒸汽冷凝傳熱麥克亞當(dāng)斯(McAdams)修正式羅森奧(Rohsenow)修正式應(yīng)用范圍液膜雷諾數(shù)21一、蒸汽冷凝傳熱液膜雷諾數(shù)定義凝液的平均流速設(shè)凝液的流通面積潤濕周邊長度凝液的質(zhì)量流率則22一、蒸汽冷凝傳熱單位長度潤濕周邊上的凝液質(zhì)量流率令則對(duì)膜內(nèi)湍流流動(dòng)，采用柯克柏瑞德(Kirkbride)公式定性溫度23一、蒸汽冷凝傳熱(

6、2)水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)于單根管垂直列上的管排數(shù)對(duì)于水平管束24一、蒸汽冷凝傳熱通常各列管排數(shù)不等則平均管排數(shù)第 z 列上的管排數(shù)【例5-12】【例5-13】自學(xué)251.液體沸騰傳熱的方式與分類液體沸騰方式池內(nèi)沸騰管內(nèi)沸騰將加熱壁面浸入液體的自由表面之下，液體在壁面受熱沸騰。液體在管內(nèi)流動(dòng)過程中于管內(nèi)壁發(fā)生的沸騰。二、液體沸騰傳熱自然對(duì)流和氣泡的擾動(dòng)強(qiáng)制對(duì)流（強(qiáng)制對(duì)流沸騰）26液體沸騰分類過冷沸騰飽和沸騰加熱壁面溫度高于液體飽和溫度，而液體溫度低于其飽和溫度。二、液體沸騰傳熱整體沸騰無論何種沸騰方式，液體沸騰分為兩類加熱壁面溫度高于液體飽和溫度，液體溫度維持其飽和溫度。局部沸騰27

7、2.液體沸騰曲線二、液體沸騰傳熱液體沸騰曲線AB段：自然對(duì)流區(qū)oC 加熱壁面上的流體輕微過熱，液體內(nèi)產(chǎn)生自然對(duì)流，沒有氣泡逸出液面。較低28二、液體沸騰傳熱BC段：泡核沸騰區(qū)oC 加熱壁面的某些區(qū)域生產(chǎn)氣泡，其生成速率隨 上升而增加，氣泡不斷脫離壁面上升至液體表面而逸出。擾動(dòng)劇烈29二、液體沸騰傳熱CD段：過渡區(qū)oC 氣泡生成速率進(jìn)一步加快，部分加熱面被氣膜覆蓋，此時(shí)仍有部分加熱面維持泡核沸騰狀態(tài)。液膜附加熱阻30二、液體沸騰傳熱DE段：膜狀沸騰區(qū) 加熱面上形成的氣泡連成一片，加熱面全部被氣膜覆蓋，形成穩(wěn)定的氣膜。隨 的增加，h 基本不變，但由于輻射傳熱影響，q / S又有上升。313.液體沸騰傳熱的影響因素二、液體沸騰傳熱影響因素液體性質(zhì)溫度差操作壓力加熱壁面清潔加熱壁面粗糙加熱壁面324. 沸騰傳熱系數(shù)的計(jì)算二、液體沸騰傳熱(1) 羅森奧(Rohsenow)公式飽和液體定壓質(zhì)量熱容組合常數(shù)（表5-5）氣液相界面表面張力33二、液體沸騰傳熱(2) 莫斯聽斯基(Mostinski)公式臨界壓力對(duì)比壓力應(yīng)用范圍R = 0.010.9臨界熱通量34二、液體沸騰傳熱管束直徑臨