传热与传质最全的计算
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循环流化床锅炉设备及系统论文学院:能源与动力工程班级:集控0901班姓名:布热玛汗·卡德尔2012年3月《传热与传质》综述集控0901班 200923060104 黄玲摘要:传热学就是研究由温差引起的热量传递规律的科学,混合物的组分在浓度梯度的作用下由高浓度向低浓度的方向转移的过程叫做传质。
而传质与传热学则是研究传热的基本理论以及传质基本过程,热质交换设备,传热传质强化,气体吸收和填料塔,湿法脱硫技术的介绍等等相关的内容。
关键字:传热与传质,换热器,填料塔,湿法脱硫系统传热与传质学的研究背景传热学就是研究由温差引起的热量传递规律的科学。
在我们生活的大千世界中发生着各种各样的过程,其中热能的传递是与人类的生存关系最密切的物理关系之一:从现代楼宇的的暖通空调到自然界的风霜雪雨的形成,从航天飞机重返大气层时壳体的热防护到电子器件的有效冷却,从一年四季人们的穿着变化到人类器官的冷冻储存,无不与传热过程密切相关。
混合物的组分在浓度梯度的作用下由高浓度向低浓度的方向转移的过程叫做传质。
在含有两种或两种以上组分的流体内部,如果有组分的浓度梯度存在,则每一种组分都有向其低浓度方向转移,已减弱这种浓度不均匀的趋势。
而传质与传热学则是研究传热的基本理论以及传质基本过程,热质交换设备,传热传质强化,气体吸收和填料塔,湿法脱硫技术的介绍等等相关的内容。
传热与传质在动力、化工、制冷、建筑、环境、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统(MEMS)、新材料、军事科学与技术、材料学,生命科学与生物技术…等方面都有着广泛的运用。
传热与传质是一门实践性很强的一门科学,常称工程传热与传质学。
总之,传热与传质与我们的生活息息相关,学好并掌握传热与传质的基本理论完全是有必要的。
传热与传质研究的基本理论以及研究现状传热与传质学分为传热学以及传质学两大部分。
传热学又可以分为热传导,热对流以及热辐射三大部分。
热质交换设备及传热传质的强化是我们首先必须了解的课题之一。
对流传热与传质第一章导论第二章守恒原理§2.1质量守恒原理§2.2动量定理§2.3能量守恒原理第三章流体应力与通量定律§3.1粘性流体应力§3.2傅立叶热传导定律§3.3费克扩散定律§3.4输运性质的无量纲组合§3.5湍流输运系数第四章边界层的微分方程§4.1边界层概念§4.2连续方程§4.3动量方程§4.4质量扩散方程§4.5能量方程§4.6湍流边界层方程第五章边界层的积分方程§5.1动量积分方程§5.2排量厚度与动量厚度§5.3动量积分方程的其它形式§5.4能量积分方程§5.5焓厚度与传导厚度§5.6能量积分方程的其它形式第六章动量传递:外部层流边界层§6.1相似性解:常物性和恒定自由流速度时的层流不可压缩边界层§6.2时的层流不可压缩边界层的相似性解§6.3时的层流不可压缩边界层的相似性解§6.4非相似动量边界层§6.5由动量积分方程导得的恒定自由流速度时的层流边界层近似解§6.6旋成体上自由流速度任意变化时的层流边界层近似解第七章传热:外部层流边界层§7.1沿定温半无限大平板的恒定自由流速度时的流动§7.2沿定温半无限大平板的流动§7.3沿具有吹出或吸入的定温半无限大平板的流动§7.4非相似热边界层§7.5沿具有未加热起始长度的半无限大平板的恒定自由流速度的流动§7.6沿具有任意指定的表面温度的半无限大平板的恒定自由流速度的流动§7.7沿具有任意指定的表面热通量的半无限大平板的恒定自由流速度的流动§7.8任意形状的定温物体上的流动§7.9任意形状且具有任意指定的表面温度的物体上的流动§7.10具有边界层分离的物体上的流动第八章动量传递:湍流动量边界层§8.1层流边界层向湍流边界层的过渡§8.2湍流边界层的定性结构§8.3湍流扩散率的概念与湍流粘性系数§8.4普朗特混合长度理论§8.5壁面附近切应力分布§8.6关于与情况下的壁面定律§8.7动量边界层的近似解§8.8平衡湍流边界层§8.9散逸湍流边界层§8.10连续壁面定律:模型§8.11完全混合长度理论的概述§8.12表面粗糙度的影响§8.13轴向压力梯度的影响§8.14高级湍流模型第九章传热:湍流边界层§9.1传热的湍流扩散率概念与湍流传导系数§9.2雷诺比拟§9.3热边界层的壁面定律§9.4恒定自由流速度与定壁温时沿半无限大平板的传热解§9.5沿具有未加热起始长度的计算无限大平板的恒定自由流速度的流动§9.6沿具有任意指定的表面温度的半无限大平板的恒定自由流速度的流动§9.7沿具有任意指定的表面热通量的半无限大平板的恒定自由流速度的流动§9.8具有任意变化的自由与流速度和表面温度的轴对称物体§9.9散逸湍流边界层§9.10膜冷却§9.11湍流普朗特数§9.12完全混合长度理论的概述§9.13表面粗糙度的影响第十章流体物性依赖于温度时的影响§10.1外部层流边界层:气体情况§10.2外部湍流边界层:气体情况第十一章高速对流传热§11.1滞止焓方程§11.2对于的流体的高速热边界层§11.3对于情形的常物性层流边界层§11.4对于变物性气体的层流边界层§11.5参考物性对高速层流边界层计算的应用§11.6对于变物性气体的湍流边界层§11.7高速湍流边界层计算用的参考物性§11.8可变自由流速度与可变温差的马赫数与大温差校正第十二章自由对流边界层§12.1自由对流的边界层方程§12.2相似性解:定温半无限大垂直平板上的层流流动§12.3变表面温度时的相似性解§12.4壁面有吸入或吹出时的相似性解§12.5近似积分解:定温半无限大垂直平板上的层流流动§12.6变物性的影响§12.7自由对流的流动状况§12.8半无限大垂直平板上的湍流流动§12.9其它几何形状时的自由对流传热解§12.10混合自由对流和受迫对流习题参考文献。
传热学是研究热量如何通过传导、对流和辐射进行传递的学科。
在传热学中,有一些常用的表达式,如Nu数、Re数、Pr数和Gr数,它们分别表示不同的传热特性。
本文将对这些表达式的含义进行详细的介绍。
一、 Nu数的含义Nu数是Nusselt数的缩写,它表示流体中的对流传热能力。
Nu数的计算公式为:Nu = hL/k其中,h是对流传热系数,L是特征长度,k是流体的导热系数。
Nu 数是对流传热与导热的比值,它越大表示对流传热能力越强,反之则表示导热能力较强。
Nu数的大小与流体的性质、流动状态和流体与固体界面的情况有关。
二、 Re数的含义Re数是Reynolds数的缩写,它表示流体的流动状态。
Re数的计算公式为:Re = ρVD/μ其中,ρ是流体密度,V是流体流速,D是特征长度,μ是流体的动力黏度。
Re数反映了流体的惯性力与黏性力之间的比值,它的大小决定了流体的流动状态,当Re数较小时,流体呈现层流状态,当Re数较大时,流体呈现湍流状态。
Re数对流体的流动特性以及传热和传质过程都有重要影响。
三、 Pr数的含义Pr数是Prandtl数的缩写,它表示流体的热传导能力与动力黏度之间的比值。
Pr数的计算公式为:Pr = μCp/κ其中,μ是动力黏度,Cp是定压比热,κ是流体的导热系数。
Pr数越大,流体的热传导能力越强,而动力黏度的影响越小,反之则动力黏度的影响越大。
Pr数的大小对对流传热和边界层的发展都有重要影响。
四、 Gr数的含义Gr数是Grashof数的缩写,它表示自然对流传热的能力。
Gr数的计算公式为:Gr = gβΔTL^3/ν^2其中,g是重力加速度,β是体积膨胀系数,ΔT是温度差,L是特征长度,ν是运动黏度。
Gr数的大小决定了自然对流传热的强弱,当Gr数较大时,自然对流传热能力越强,当Gr数较小时,传热能力较弱。
总结在传热学中,Nu数、Re数、Pr数和Gr数是常用的表达式,它们分别代表了对流传热能力、流体流动状态、热传导能力与动力黏度之间的比值以及自然对流传热的能力。
(完整版)传热学知识点传热学主要知识点1. 热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2. 导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3. 对流(热对流)(Convection)的概念。
流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。
4 对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层5. 牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
q ' = h (t w - t ∞ )(w)= q 'A = Ah (t w - t ∞ )w / m 2h 是对流换热系数单位 w/(m 2 k) q ' 是热流密度(导热速率),单位(W/m 2)是导热量 W6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于 0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的 4 次方。
7. 导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数:当流体与壁面温度相差1 度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。
影响h 因素:流速、流体物性、壁面形状大小等传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
第一章导热理论基础1 傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
傅立叶定律(导热基本定律):q ' = -k ?dT q ' = -k ?T = -k (i ?T + j ?T + k ?T) x ?dx ?x ?y ?zq ' = -k ?T n ?nT(x,y,z)为标量温度场圆筒壁表面的导热速率 q r= -kA dTdr = -k (2rL ) dT dr垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度,方向与温度梯度相反。