化工流体流动 2930学时

1、 某一厚度为 b 的大平壁，一侧温度为t1，另一侧温度为t2，且t1 t2，沿平壁厚度方向进行一维稳态导热。1.导热的物理模型单层平壁导热 示例 食品仓库的墙壁导热 大平板食品的导热4.2.6 单层平壁的热传导12.导热问题的求解由傅里叶定律对于一维稳态导热定解条件(1)导热速率4.2.6 单层平壁的热传导2对式 分离变量积分得导热速率方程推动力导热热阻4.2.6 单层平壁的热传导3(2)温度分布对式 分离变量积分得比较得温度分布方程直线型4.2.6 单层平壁的热传导4设平壁是由 3 层材料构成多层平壁导热 各层壁厚为表面温度为且4.2.7 多层平壁的热传导1.导热的物理模型示例 食品冷藏库壁

2、面导热 冰箱壁面导热5稳态导热故2.导热问题的求解单层平壁导热多层平壁导热4.2.7 多层平壁的热传导6相加得对 n 层平壁总推动力为各层温度差之和总热阻为各层热阻之和导热速率方程4.2.7 多层平壁的热传导74.2.8 单层圆筒壁的热传导 某一内半径为 r1 、外半径为 r2 的圆筒壁，其内侧温度为t1，外侧温度为t2，且t1 t2，沿径向进行一维稳态导热。1.导热的物理模型单层圆筒壁导热 示例 圆形管路的传热 间壁式换热器的传热82.导热问题的求解由傅里叶定律对于一维稳态导热定解条件(1)导热速率管长4.2.8 单层圆筒壁的热传导9对式 分离变量积分得导热速率方程或4.2.8 单层圆筒壁的

3、热传导10令由得与平壁导热速率方程类似对数平均半径对数平均面积4.2.8 单层圆筒壁的热传导11(2)温度分布对式 分离变量积分得比较得温度分布方程对数型4.2.8 单层圆筒壁的热传导12三层圆筒壁导热4.2.9 多层圆筒壁的热传导设圆筒壁是由 3 层材料构成各层壁厚为表面温度为且示例 保温管路导热1.导热的物理模型13稳态导热2.导热问题的求解单层圆筒壁导热多层圆筒壁导热4.2.9 多层圆筒壁的热传导14其中4.2.9 多层圆筒壁的热传导15对 n 层圆筒壁导热速率方程则4.2.9 多层圆筒壁的热传导164.3.1对流传热的类型对流传热自然对流传热强制对流传热按传热状态分类无相变对流传热有相

4、变对流传热液体沸腾传热蒸气冷凝传热对流传热按作用方式分类流体与固体壁面间对流传热两流体间对流传热4.3 对流传热174.3.2 对流传热的机理 所谓对流传热的机理是指在传热过程中，流体以哪种方式进行传热。研究对流传热问题需首先弄清对流传热的机理。 层流内层缓冲层湍流中心流体与管壁间的温度分布湍流流体18湍流主体层流内层缓冲层传热机理：热传导传热机理：涡流传热为主温度分布：为一陡峭直线传热机理温度分布：为一渐缓曲线温度分布：为一平坦曲线热传导涡流传热在与壁面垂直的方向上分为三层 4.3.2 对流传热的机理194.3.3 对流传热速率方程由传热现象方程局部对流传热系数设 流体与壁面间进行对流传热则

5、对流传热速率方程（牛顿冷却定律）热流体 壁面 dS局部对流传热速率20或对流传热热阻或对流传热热阻平均对流传热系数总传热面积4.3.3 对流传热速率方程21对管壳式换热器dS冷流体(管外) 管壁热流体(管内) 传热面积管内侧表面积管外侧表面积因此4.3.3 对流传热速率方程224.3.4 对流传热系数由牛顿冷却定律对流传热系数定义式 单位温度差、单位面积的对流传热速率定义物理意义 反映对流传热速率快慢的参数单位W/( m2 . oC） 23影响因素 值的范围25002500050001500010001500020100020100525水沸腾水蒸汽冷凝水强制对流水自然对流气体强制对流空气自然

6、对流换热方式4.3.4 对流传热系数244.3.5 基本计算公式对换热器热量衡算,忽略热损失对微元面积dS，则热流体的质量流量热流体的焓值冷流体的质量流量冷流体的焓值单位时间内热流体放出热量=单位时间内冷流体吸收热量则dS25对于整个换热器，其热量衡算式为冷凝器出口换热器热负荷冷凝器进口故传热量基本计算式一、基本计算公式4.3.5 基本计算公式26焓值的计算公式kJ / kg 热流体放出显热冷流体获得显热流体的定压比热容kJ / kg kJ / kg 若 热流体不发生相变4.3.5 基本计算公式27热流体放出潜量热流体放出潜热和显热汽化热(冷凝热)若 热流体只发生相变若 热流体发生相变且降温kJ / kg kJ / kg 4.3.5 基本计算公式28练 习 题 目思考题作业题: 1、3、41