第七章 对流换热（学时）

1、第四节第四节 综合传热综合传热一、一种流体通过器壁传热给另一种流体一、一种流体通过器壁传热给另一种流体以平壁为例以平壁为例tw2t22tw1t11q)()()(11131222221ttqttqttqwww)/(/qttqttqttwwww热平衡时，热平衡时，q=q1=q2=q3，将上面三式相加。则将上面三式相加。则211211ttq21111KK 称为综合传热系数，单位为（称为综合传热系数，单位为（W/m2. ） )11(1212qtt变形后得：变形后得：令：令：tw2tf22tw1tf11q)(12ttKqtkFttkFQ)(1221111kRt热阻热阻所以：所以

2、：或或综合传热热阻网络图：综合传热热阻网络图：qt111t2tw1tw221（综合传热方程）（综合传热方程）21111iiK对于多层平壁对于多层平壁： 综合传热系数的物理意义综合传热系数的物理意义 ：代表系统中高温物体对低温物体的传热能力的大小。代表系统中高温物体对低温物体的传热能力的大小。分析分析综合传热方程：综合传热方程：增加强化传热的方法增加强化传热的方法tKFttKFQ)(12 当当t1 、t2确定时，确定时，（1）增加）增加K值，值，Q值增大。即：增大值增大。即：增大1、2 和和。 若若12，则增大则增大2更有效。更有效。 即即:强化传热总是增大换热系数小的一侧的换热系数。强化传热总

3、是增大换热系数小的一侧的换热系数。n提高提高k值的几种方法：值的几种方法：a)减少各种污垢热阻；减少各种污垢热阻；b)增大流体的流速，从而使增大流体的流速，从而使增大；增大；c)采用强化传热管（如螺旋管表面，波纹管表面），采用强化传热管（如螺旋管表面，波纹管表面），从而增加扰动，增大从而增加扰动，增大；d)选择选择大的流体大的流体（2）增大传热面积增大传热面积F， Q值将增大值将增大 可在换热系数小的一侧加装肋片，可在换热系数小的一侧加装肋片，tKFttKFQ)(1221111iik1、概念、概念 使热量由一种流体传给另一种流体的设备使热量由一种流体传给另一种流体的设备2、分类：、分类：n按照

4、流动特点分按照流动特点分：二、换热器二、换热器逆流式逆流式顺流式顺流式错流式错流式按照换热特点分：按照换热特点分：换热面换热面热流体热流体冷流体冷流体间壁式、混合式、蓄热式间壁式、混合式、蓄热式A .间壁式：间壁式：特点：特点：冷热流体分别在换热器的两侧同时连续流动冷热流体分别在换热器的两侧同时连续流动混合流混合流按照结构形状特点分按照结构形状特点分: 管式和板式。管式和板式。 B. 混合式：混合式：特点特点：冷热流体分别交替的流过同一加热面。热流体流过加冷热流体分别交替的流过同一加热面。热流体流过加热面储蓄热量，而当冷流体流过时，加热面又将蓄积的热量热面储蓄热量，而当冷流体流过时，加热面又将

5、蓄积的热量传给冷流体传给冷流体热流体热流体冷流体冷流体特点：特点：利用冷热两流体直接接触，并互相混合，将热量利用冷热两流体直接接触，并互相混合，将热量由一方传给另一方。由一方传给另一方。C.蓄热式：蓄热式：换热面换热面热流体热流体 或冷流体或冷流体2、换热器的换热过程、换热器的换热过程 换热器中，高低温流体的换热器中，高低温流体的温度是变化的。假定：温度是变化的。假定：a) G1、G2不变，不变，c1、c2不变；不变；b) k不变；不变；c) 换热器无散热损失；换热器无散热损失；d) 沿换热面轴向导热量忽略；沿换热面轴向导热量忽略；e) 流体无相变。流体无相变。 在在dF面积上的传热量面积上的

6、传热量dFttKdQ)(21t1t1t2t2dFdt2dt1FxF(t1-t2)t1t1t2t2Qm2m1dFFtKdFttKQavF021)(为换热器的平均温差为换热器的平均温差avt lntttttavt进口温差。进口温差。t出口温差。出口温差。n顺流式、逆流式换热器均适用。顺流式、逆流式换热器均适用。 t1t1t2t2dFdt2dt1FxF(t1-t2)t1t1t2t2QG2G1dFnQ为高温物体向低温物体传为高温物体向低温物体传热的热量，即高温物体放出热的热量，即高温物体放出的热量，或低温物体吸收的的热量，或低温物体吸收的热量。热量。 )()(22 2 22 1 1111tctcGtc

7、tcGQ错流式：错流式： lnttttttavn当其它条件相同时，当其它条件相同时，通常情况下通常情况下 顺错流逆avavavtttt1t1t2t2dFdt2dt1FxF(t1-t2)t1t1t2t2Qm2m1dF本章小结本章小结A:导热导热基本概念：温度场、导热系数基本概念：温度场、导热系数基本定律：傅利叶定律基本定律：傅利叶定律基本方程：微分方程基本方程：微分方程求解求解稳态导热稳态导热无内热源的稳态导热无内热源的稳态导热（重点）（重点）有内热源的稳态导热有内热源的稳态导热方法方法热阻网络图法热阻网络图法B:对流换热对流换热基本概念：自然对流、强迫对流、对流换热系数基本概念：自然对流、强迫对流、对流换热系数基本定律：对流换热定律基本定律：对流换热定律基本方程：对流换热基本方程：对流换热微分方程组微分方程组求解求解相似准数方程相似准数方程准则数物理意义准则数物理意义（重点）（重点）自然对流：自然对流：强迫对流：强迫对流：Pr)(GrfNuPr)(Re fNuC:辐射换热辐射换热基本概念基本概念：黑度、吸收率、投射、反射、角系数：黑度、吸收率、投射、反射、角系数 本身辐射、有效辐射、投射辐射。本身辐射、有效辐射、投射辐射。基本定律基本定律：普朗克定律、维恩定律、四次方定律、：普朗克定律、维恩定律、四次方定律、 兰贝特定律、基尔霍夫定律兰