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传热学10_1

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传热学——概念汇总

传热学——概念汇总

概念汇总1.绪论1.传热学：研究热量传递规律的科学。

2.热量传递的基本方式：导热、对流、辐射。

3.热传导（导热）：物体的各部分之间不发生相对位移，依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。

4.纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。

5.热流密度：通过单位面积的热流量（W╱m2）。

6.热对流：由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。

7.热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。

8.自然对流：由于流体密度差引起的相对运动。

9.强制对流：由于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。

10.对流换热：流体流过固体壁面时，由于对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。

11.辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。

12.热辐射：由于热的原因，物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。

13.辐射换热：不直接接触的物体之间，由于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。

14.传热过程：热流体通过固体壁面将热量传给另一侧流体的过程。

15.传热系数：表征传热过程强烈程度的尺寸，数值上等于冷热流体温差1K时所产生的热流密度[W╱（m2•K）]16.单位面积上的{传热热阻：R k=1k。

导热热阻：Rλ=δλ。

对流换热热阻：R h=1h。

17.热流量：单位时间内所传递的热量。

18.对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。

19.单位：物理量的度量标尺。

20.基本单位：基本物理量的单位。

21.导出单位：由物理含义导出，以基本单位组成的单位。

22.单位制：基本单位与导出单位的总和。

23.导热系数，表面传热系数和传热系数之间的区别：导热系数是表征材料导热性能优劣的参数，即是一种物性参数。

不同材料的导热系数值不同，即使是同一种材料，导热系数值还与温度等因素有关。

表面传热系数是表征对流换热强弱的参数，它不仅取决于流体的物性以及换热表面的形状、大小与布置，而且还与流速有密切的关系，是取决于多种因素的复杂函数。

传热学作业——精选推荐

传热学作业——精选推荐

传热学作业第一章绪论能量平衡分析1-8.有两个外形相同的保温杯A与B，注入同样温度、同样体积的热水后不久，A杯的外表面就可以感觉到热，而B杯的外表面则感觉不到温度的变化，试问哪个保温杯的质量较好？答：Ｂ：杯子的保温质量好。

因为保温好的杯子热量从杯子内部传出的热量少，经外部散热以后，温度变化很小，因此几乎感觉不到热。

导热1-10 一炉子的炉墙厚13cm，总面积为20m2，平均导热系数为1.04w/m.k，内外壁温分别是520℃及50℃。

试计算通过炉墙的热损失。

如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg，问每天因热损失要用掉多少千克煤？解：根据傅利叶公式每天用煤Q??A?t1.04?20?(520?50)??75.2KW?0.1324?3600?75.2?310.9Kg/d4 2.09?10 1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度tw=69℃，空气温度tf=20℃，管子外径d=14mm，加热段长80mm，输入加热段的功率8.5w，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？解：根据牛顿冷却公式q?2?rlh?tw?tf? qh??dtw?tf＝49.33W/(m2.k) 所以热阻分析1-21 有一台气体冷却器，气侧表面传热系数h1＝95W/(m2.K)，壁面厚?＝2.5mm，??46.5W/(m.K)水侧表面传热系数h2?5800W/(m2.K)。

设传热壁可以看成平壁，试计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。

你能否指出，为了强化这一传热过程，应首先从哪一环节着手？解：R1?111?0.010526;R20.0025?5.376?10?5;R31.724?10?4;h1h25800?46. 5K?则111h1h2?＝94.7W/(m2.K)，应强化气体侧表面传热。

第二章稳态热传导平板导热2-2 一冷藏室的墙由钢皮矿渣棉及石棉板三层叠合构成，各层的厚度依次为0.794mm.,152mm及9.5mm，导热系数分别为45W/(m.K),0.07W/(m.K)及0.1W/(m.K)。

传热学第五版答案及详解

传热学第五版答案及详解

绪论1.冰雹落地后，即慢慢融化，试分析一下，它融化所需的热量是由哪些途径得到的？答：冰雹融化所需热量主要由三种途径得到：a 、地面向冰雹导热所得热量；b 、冰雹与周围的空气对流换热所得到的热量；c 、冰雹周围的物体对冰雹辐射所得的热量。

2.秋天地上草叶在夜间向外界放出热量，温度降低，叶面有露珠生成，请分析这部分热量是通过什么途径放出的？放到哪里去了？到了白天，叶面的露水又会慢慢蒸发掉，试分析蒸发所需的热量又是通过哪些途径获得的？答：通过对流换热，草叶把热量散发到空气中；通过辐射，草叶把热量散发到周围的物体上。

白天，通过辐射，太阳和草叶周围的物体把热量传给露水；通过对流换热，空气把热量传给露水。

3.现在冬季室内供暖可以采用多种方法。

就你所知试分析每一种供暖方法为人们提供热量的主要传热方式是什么？填写在各箭头上。

答：暖气片内的蒸汽或热水对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体；暖气片外壁辐射墙壁辐射人体电热暖气片：电加热后的油对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体红外电热器：红外电热元件辐射人体；红外电热元件辐射墙壁辐射人体电热暖机：电加热器对流换热和辐射加热风对流换热和辐射人体冷暖两用空调机（供热时）：加热风对流换热和辐射人体太阳照射：阳光辐射人体4．自然界和日常生活中存在大量传热现象，如加热、冷却、冷凝、沸腾、升华、凝固、融熔等，试各举一例说明这些现象中热量的传递方式？答：加热：用炭火对锅进行加热——辐射换热冷却：烙铁在水中冷却——对流换热和辐射换热 凝固：冬天湖水结冰——对流换热和辐射换热 沸腾：水在容器中沸腾——对流换热和辐射换热 升华：结冰的衣物变干——对流换热和辐射换热 冷凝：制冷剂在冷凝器中冷凝——对流换热和导热 融熔：冰在空气中熔化——对流换热和辐射换热5.夏季在维持20℃的室内，穿单衣感到舒服，而冬季在保持同样温度的室内却必须穿绒衣，试从传热的观点分析其原因？冬季挂上窗帘布后顿觉暖和，原因又何在？答：夏季室内温度低，室外温度高，室外物体向室内辐射热量，故在20℃的环境中穿单衣感到舒服；而冬季室外温度低于室内，室内向室外辐射散热，所以需要穿绒衣。

10传热学-传热过程和换热器

10传热学-传热过程和换热器
Ah2 1 1 h1 h2 1
tf1 tf 2

K
For steady heat transfer through a series composite wall
K
1 1 n i 1 h1 i 1 i h2
二、通过圆筒壁的传热 (heat transfer through a cylinder)
二、对保温隔热材料的要求 1. 有最佳密度：使用时，应尽量使其使用密 度接近最佳密度； 2. 热导率小：选用热导率小的材料； 3. 温度稳定性好：在一定温度范围内，物性 值稳定 4. 有一定的机械强度； 5. 吸水、吸湿性小：水分会使材料导热系数 大大增加。 三、最佳保温隔热厚度
四、保温结构 为防止水或湿气进入，外加保护层。 为减少对环境的辐射散热，外加铝箔或聚酯镀铝薄膜。 五、保温隔热效率 设备和管道保温隔热前后的散热量(或冷损失量)之差 与保温隔热前散热量0(或冷损失量)之比，即：
Heat transfer rate:
KAt KA(t f 1 t f 2 )
where A—surface area, m2 t—temperature difference, C K—overall heat transfer coefficient, W/m2· C
一、通过平壁的传热 (heat transfer through a plane wall)
注意：对于低温、超低温管道和设备的保冷，一般的 保温隔热材料不能满足要求，须采用多层镀铝薄膜和 网状玻璃纤维布并抽真空。
0 0
§3 换热器(Heat exchangers)
一、换热器的种类(Heat exchanger types) 1. 按原理分 间壁式换热器：冷热流体被固体壁隔开，如蒸发 器、冷凝器等。 混合式换热器：在这种换热器中，两种流体相互 混合，依靠直接接触交换热量。如水和空气直接 接触的冷却水塔。 回热式(或蓄热式、再生式)换热器：在这种换热 器中，冷热流体交替地与固体壁接触，使固体壁 周期地吸热和放热，从而将热流体的热量传给冷 流体。如锅炉的再生式空气预热器和燃气轮机的 空气预热器。

工程热力学与传热学：10-5 单相流体强迫对流换热特征数关联式

工程热力学与传热学：10-5 单相流体强迫对流换热特征数关联式
10-5 单相流体强迫对流换热特征数 关联式
主要类型：
✓ 管内强迫对流换热； ✓ 外掠壁面强迫对流换热。
三大特征量的选取： 定性温度，特征长度，特征流速。
10-5-1 管内强迫对流换热特征数关联式
1. 层流换热： 管内充分发展的层流换热：
当量 直径
de
4 Ac p
特点：✓ Nｕ为常数，大小与Re无关； ✓ 边界条件分为常热流和恒壁温两种。
应用范围扩大：
✓ 短管（l/d<60）：cl 1 (d l )0.7
✓ 螺旋管或弯管： cr
11.77 d R 气体 110.3(d R )3 液体
一般光滑管，流体与管壁温度相差较大：
Nu f
0.027 Re
f
0.8
Prf
1 3
(
f
w
)0.14
适用条件（10-59）
光滑管内充分发展的湍流换热：
Nu f
1
( f / 8)(Re f 1000
1
12.7( f / 8) 2 (Pr f
) Pr 23
1)
[1
(
d l
)
2
3
]ct
适用条件（10-60）（10-61）（10-62）
10-5-2 外掠壁面强迫对流换热
1. 外掠平板层流换热：
等壁温平板层流换热
Nux
0.332
Re
x
1 2
1
Pr 3
1
1
Nu 0.664Re 2 Pr 3
适用条件（10-28）（10-31）
常热流平板层流换热
Nux
0.453
Re
x
1 2
1
Pr 3

《传热学》杨世铭-陶文铨-第十章传热分析与计算

《传热学》杨世铭-陶文铨-第十章传热分析与计算


t x
t
Ax dt k dA 0 t
t x ln kAx t
t x texp(kAx )
可见，当地温差随换热面呈指数变化，则沿整个换热面的平 均温差为： 1 A 1 A
t m
A
0
t x dA x
A
0
t exp( kAx )dA x
l (t fi t fo ) Φ (d o 2 )
d 0 dd o 2 do2
d l (t fi t fo ) 1 1 2 2 dd o 2 (do 2 ) 22 do 2 h2 do 2
22 d cr or h2
Bi
t h th R tc tc
式中：下标1、2分别表示两种流体，上角标 ` 表示进口， `` 表示出口，图表中均以P为横坐标，R为参量。
（2）P的物理意义：流体2的实际温升与理论上所能达到
的最大温升之比，所以只能小于1 （3）R的物理意义：两种流体的热容量之比
t h t h qmc cc R tc tc qmh ch
Φ
l (t fi t fo )
d 1 1 1 ln( o ) hi d i 2 di ho d o
圆管外敷保温层后：
Φ
l (t fi t fo )
d o1 do2 1 1 1 1 ln( ) ln( ) hi d i 21 di 22 d o1 ho d o 2
TB,out TA,in (tube side)
增加管程
TB,in (shell side) TA,in (tube side) TA,out TB,out
TB,in (shell side)

传热学课后答案(完整版)

绪论思考题与习题（89P -）答案：1．冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到： Q λ—— 与地面的导热量 f Q ——与空气的对流换热热量注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。

2．略 3．略 4．略 5．略6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。

（T T 〉外内）冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。

（T T 〈外内）挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。

7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导 热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式 8．门窗、墙壁、楼板等等。

以热传导和热对流的方式。

9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。

当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。

10．t R R A λλ=⇒ 1t R R A λλ==2218.331012m --=⨯11．q t λσ=∆ const λ=→直线 const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线 12、略13．解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒ 11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃ 222()w f q h t t =-⇒ 22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯= 14. 解：40.27.407104532t K R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯30.24.4441045t R λσλ-===⨯2m K W • 3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+51108515573=+=℃0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.解：12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17．已知：224A m =、215000()Wh m K =•、2285()Wh m K =•、145t =℃2500t =℃、'2285()Wk h m K ==•、1mm σ=、398λ=()W m K •求：k 、φ、∆解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁 即：12111k h h σλ=++＝3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KW φ-=∆=⨯⨯-⨯= 若k ≈2h'100k k k -∆=⨯％8583.561.7283.56-==％ 因为：1211h h ，21h σλ 即：水侧对流换热热阻及管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。

工程热力学与传热学10)水蒸气


湿蒸汽的干度和湿度
干度x：湿蒸汽中饱和蒸汽所占的质量百分比。
mV 湿蒸汽中干蒸汽的质量 x 湿蒸汽总质量 mV mW
mv mW
湿度y：湿蒸汽中饱和水所占的质量百分比。
mW 湿蒸汽中饱和水的质量 y 湿蒸汽总质量 mV mW
显然： x+y=1
饱和水的x=0; 干蒸汽的x=1
比容 温度 t （℃） 压力 P (MPa) 0.000611 焓 汽化 潜热 熵
v’
(m3/kg) 0.0010002
v”
(m3/kg) 206.312
h’
(kJ/kg) -0.04
h”
(kJ/kg) 2501.0
r
s’
s”
(kJ/kg) (kJ/kg·K) (kJ/kg·K) 2501.0 -0.0002 9.1565
1、预热阶段
未饱和水（过冷水）
饱和水
p 定值
过冷度
p 定值
t0 t s v 0 v s0 s h0 h
t0 v0 s0 h0
Δ t=t-ts
ts v s h
注意比较v0和v′ 的大小！
这个阶段所需的热量称为液体热 ql
ql h h0
'
2、汽化阶段
p 定值 ts v s h
湿蒸汽区：上、下界限线之间的锺罩形区域
五态
过热蒸汽：一定压力下，温度高于对应饱和温度的蒸汽。 或者说：一定温度下，压力低于饱和蒸汽压的蒸汽。 饱和蒸汽：一定压力下，温度等于对应饱和温度的蒸汽。 或者说：一定温度下，压力等于饱和蒸汽压的蒸汽。 湿蒸汽：饱和蒸汽与饱和液体的机械混合物。 饱和液体：一定压力下，温度等于对应饱和温度的液体。 或者说：一定温度下，压力等于饱和蒸汽压的液体。 未饱和液体：一定压力下，温度低于对应饱和温度的液体。 或者说：一定温度下，压力高于饱和蒸汽压的液体。

传热学第十章传热过程和换热器计算-精选文档

A1
热热阻增加较多，而使换热热阻
降低较少，从而，使总热阻增加， 起到削弱传热的效果；
Ai
A2
而设置肋片使导热热阻增加较少，
而换热热阻降低较多，从而，使 总热阻下降，起到强化传热的作 用。
二、传热方程中的平均传热温差
K A t K A ( t t ) f 1 f 2
都在变化，如下图：
3 间壁式换热器的器，流体有顺 流和逆流两种，适用于传热量不大或流体流量不大的情形
(2) 管壳式换热器：最主要的一种间壁式换热器，传热面由
管束组成，管子两端固定在管板上，管束与管板再封装在外
壳内。两种流体分管程和壳程。
T A , out
T side) B ,in(shell
混合式：换热器内冷、热流体直接接触、互相混合来实现
热量交换。 蓄热式：冷、热两种流体依次交替地流过换热器的同一 换热面（蓄热体）实现非稳态的热量交换。 间壁式：换热器内冷、热流体由壁面隔开，热量由热流体
到冷流体传递过程是由热流体与壁面间的对流换
热、壁的导热、壁面与冷流体间的对流换热三个 环节组成的传热过程。（应用最广泛）
严格上，仅在dA时成立
实际传热过程中，通常，两个流体的温度随着传热的流程
T T ot) h (H
T
T1
Th Tc
T 2
T 1
T c (cold) x
T2
x
如何计算平均传热温差？平均传热温差与传热器的形式有关！
10.2 换热器的型式
1 换热器的定义：用于使热量从热流体传递到冷流 体，以满足规定工艺要求的装置。 2 换热器的分类：
t t t t t t h c h c

传热学(第10章--辐射换热)


1 2
1、强化辐射换热的主要途径有两种： (1) 增加表面黑度； (2) 增加角系数。
2、削弱辐射换热的主要途径有三种： (1) 降低表面黑度； (2) 降低角系数； (3) 加入遮热板。
遮热板：在两辐射换热面之间放置的一黑度很小 的，用于削弱辐射换热的薄板。
22
遮热原理：通过在热路中增加热阻来减少辐射换热量。
)4
式中，Cb=5.67 W/(m2K4) ，为黑体的辐射系数。
实际物体的辐射力------引入修正系数(黑度)
8
黑度ε：实际物体的辐射力与同温度下黑体辐
射力之比。
E
Eb
式中，Eb为黑体的辐射力，E为实际物体的辐射力。
f (物体本身的性质 )
实际物体的辐射力为：E
Eb
Cb
(T 100
)4
1
热辐射穿过气体层时的衰减
30
2.火焰辐射的特点
火焰中含有固体微粒 火焰辐射类似于固体辐射 可视为灰体处理
31
思考题
教材P154.思考题10-2、10-4、10-5
32
本章小结
热辐射的本质及特点； 黑度、黑体及灰体等概念； 四次方定律； 有效辐射的概念；角系数的性质； 两灰体表面间的辐射换热计算(两种特例)； 辐射换热的增强与削弱
1 A1 X 1,2
A1 X1,2
A2 X 2,1
黑体间的辐射换热网络图
式中，1/A1X1,2为空间辐射热阻，其大小完全取决于物体表面间的几何 关系，而与物体表面的性质无关，故是所有物体均具有的辐射热阻。
16
三、灰体表面的有效辐射
17
有效辐射 本身辐射反射辐射
表面1的有效辐射：
J1 E1 1G1 1Eb1 (11)G1 表面1与外界的辐射换热：
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右侧： ho A1 (two t fo ) f ho A2 (two t fo )
肋片效率
12
通过肋壁的传热
右侧： ho A1 (two t fo ) ho f A2 (two t fo )
引入肋面总效率：
( A1 f A2 ) Ao
o
则：
17
按流动形式分类
• 顺流：两种流体平 行且流动方向相同 的换热器 • 逆流：两种流体平 行且流动方向相反 的换热器 • 复杂流（混合流）： 其他的流动形式
29
§10-3 换热器中传热过程平均温差的计算
kA(t f 1 t f 2 ) kAtm
整个传热面上的平均温差
30
平均温差的计算
步骤： (1)假设一个流体的出口温度，用热平衡式求出另一 流体的出口温度； (2)求平均温差； (3)求总传热系数； (4)求传热量Φ（用传热方程式和热平衡式分别求） (5)校核计算所得Φ是否满足误差要求。
47
例题
一油冷却器是由外径为15mm、壁厚1mm的铜管制成的1-2型 壳管式换热器。在油冷却器中密度879kg/m3、比热容为 1950J/(kg· K)、流量为39m3/h的30号透平油从t1’=56.9 ℃ 冷却到t1”=45℃ 。冷却水在油冷却器管内流过，进口温度 t2’=33 ℃ ，温升为4 ℃ 。两个流程，表面传热系数 hi=4480W/(m2· K)。油在管外的折流板间流过，对流传热系 数ho=452W/(m2· 。求所需的传热面积Ao。 K)
hoo Ao (two t fo )
t fi t fo
消去twi、two：

1 1 hi Ai Ai hoo Ao
13
通过肋壁的传热
1 1 hi Ai Ai hoo Ao t fi t fo
工程上，一般以未加肋侧面 积为基准计算传热系数。 Ai (t f 1 t f 2 ) Ai 1 hi hoo Ao
49
tm ctf
(t1 t2 ) (t1 t2 ) 15.6 ℃ (t1 t2 ) ln (t1 t2 )
t x f ( Ax )
e- kAx tx t
t t tm t ln t
32
平均温差的计算—逆流
d t dt1 dt2 t t1 t2
d kdA t
d qm1c1dt 1 1 dt1 d qm1c1
式中：k是总传热系数，
对于不同形状的传热表面，k的计算公式不同。
3
通过平壁的传热
Ah1 (t f 1 tw1 )
A

(t w1 t w 2 )
Ah2 (tw2 t f 2 )
A(t f 1 t f 2 ) 1 kA(t f 1 t f 2 ) k 1 1 1 1 h1 h2 h1 h2
twi two 圆柱面导热： Φ do 1 ln( ) 2 l di
hi
ho
外部对流：
hodol (two t f 2 )
消去twi、two，得
t fi t fo Φ do 1 1 1 ln( ) di lhi 2 l di d o2 1 1 1 1 Rl ln ln h1 d1 2 d1 2ins d 2 h2 d x 由于 tf 1 tf 2 Rl
d 1 dRl 0 即 t f 1 tf 2 2 0 Rl d d x d dx dRl 1 1 1 0 2 d d x 2ins d x h2 d x
41
各种流动形式的比较
对于有相变的换热器，如蒸发器和冷凝器： 相变侧流体温度不变，所以无所谓顺流还是逆流。
冷凝
蒸发
42
各种流动形式的比较
过热蒸汽在换热器中加热另一侧流体,变成过冷水。
a qm1ca (t1 t s )
t
过热 蒸汽
b qm1r
饱和水
c qm1cc (ts t1 )
35
算术平均温差
t t tmax tmin 对数平均温差 tm t tmax ln ln t tmin
当 tmax / tmin 2 时，
tmax tmin tm （算术平均温差） 2
36
复杂流时的平均温差
壳管式换热器和交叉流式换热器—复杂流
ins
dx增大对Φ有何影响？
8
保温层厚度对传热的影响
dx d2 1 1 1 1 Rl ln ln h1 d1 2 d1 2ins d 2 h2 d x
dx增大时， 保温层 导热热阻增大 对流热阻减小 Φ有一最大值 临界热绝缘直径dcr :Φ达到极大值时的外径。
9
临界热绝缘直径
15
思考题
在管外敷设保温层与在管外侧设置肋片从热阻 分析的角度有什么异同？在什么情况下加保温 层反而会强化换热？
16
§10-2 换热器的类型
换热器：用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足 规定的工艺要求的装置。 换热器的分类： 套管式 管束式 壳管式 间壁式 交叉流换热器 管翅式 板式 板翅式 混合式 螺旋板式 蓄热式
45
平均温差法
设计计算： 给定 qm1、c1、qm2、c2 1
选择换热器类型及流动形式 初步布置换热面
和 t1、t1、t2、t2 中的3个 k
o
R
计算传热系数
求平均传热温差
求：K、A。 t t
t t tm t t ln ln t t
分析：1-2型壳管式换热器，管材及尺寸 Ao q 壳程：油， m1、c1、t1、t1、ho ko tm 管程：水， 2、t2、hi t 设计计算
48
解：冷却水出口温度 t t 4 37 ℃ 2 2 平均传热温差 t m (t m ) ctf P=0.17 R=3 =0.97
d qm 2c2 dt 2 1 dt2 d qm 2c2
34
1 1 d t d d qm1c1 qm 2 c2 kdA t
1 1 qm1c1 qm 2c2
其他过程和公式与顺流完全一样
t tt ttm m tt ln tt
k fi
1 1 hi hoo
1
肋化系数 Ao Ai
14
加肋的目的
k fi 1 1 hi hoo 1

强化传热 o 1 换热面积增大；
肋一般应加在热阻较大的 一侧。
调节壁温
由于加肋使得肋侧的热阻减 小，壁面温度更加接近肋侧 流体温度。
平均温差法
换热器热计算的基本方程式： 传热方程式
kAtm
t t tmax tmin tm t tmax ln ln t tmin
平均温差
热平衡式
qm1c1 (t1 t1 ) qm2c2 (t2 t2 )
t m (t m ) ctf
(Δtm)ctf—将给定的冷热流体的进出口温度布 置成逆流时的对数平均温差； —小于1的修正系数。
工程上利用查图方法求取值。 例如：图10-23、24、25、26。
37
关于的注意事项
（1） 值取决于无量纲参数P和R t2 t2 t1 t1 P , R t1 t2 t2 t2
假设： （1）冷热流体的质量流量 qm2、qm1以及比热容c2、 c1是常数； 对某侧流体，不能既有 相变又有单相介质换热 （2）传热系数是常数； （3）换热器无散热损失； （4）换热面沿流动方向的导 热量可以忽略不计。
31
平均温差的计算—顺流
1 A 定义式： tm t x dA A 0
d 1 1 1 1 热阻： ln( o ) 7 kAo Ai hi 2 l di Ao ho
圆管外加保温层对传热的影响
dx d2 1 1 1 1 Rl ln ln h1 d1 2 d1 2ins d 2 h2 d x
tf 1 tf 2 Rl
假定tf1 、tf2 、h1 、 h2 、 d1 、d2 、 λ1、λins不变，则Φ=f(dx)。
(4)在设计中，值应>0.8，否则应改选其他流动型式。
39
各种流动形式的比较
顺流和逆流是两种极端情况， 在相同的进出口温度下，逆流的Δtm最大，顺流最小
40
各种流动形式的比较
顺流时
t2 t1 ，而逆流时， t 2
则可能大于 t ，
1
可见，逆流布置可以更有效地使冷流体加热。 例如，要求某换热器热流体从120℃冷却到60℃，而同 时冷流体由40℃被加热到80℃，应布置成怎样的流动 形式。
4
通过平壁的传热
说明： （1）两侧的k相同； （2）h1和h2在计及辐射时，应 采用复合换热表面传热系数。 单相对流： ht hc hr (9-33)
膜态沸腾： ht4 3 hc4 3 hr4 3 (7-22)
k
1 1 h1 h2
1
5
通过圆筒壁的传热
内部对流：
hidil (t f 1 twi )
t fi t fo Φ do 1 1 1 ln( ) di lhi 2 l di d olho
hi ho
工程上，一般以圆管外壁面面积 为基准计算传热系数。
ko dol (t fi t fo )
ko 1 do 1 do do 1 ln( ) hi di 2 di ho
38