化工流体流动 3536学时

1、第四章 传热5.3.4 无相变时的强制对流传热系数表示对流传热系数的准数表示流动状态的准数表示物性影响的准数1一、流体在管内作强制对流1.流体在光滑圆形直管内作强制湍流 (1)低黏度流体或迪特斯(Dittus)贝尔特(Boelter)关联式2一、流体在管内作强制对流 n 的取值应用范围特性尺寸定性温度 流体被加热 流体被冷却3一、流体在管内作强制对流或(2)高黏度流体壁面温度下流体的黏度西德尔(Sieder)泰特(Tate)关联式4一、流体在管内作强制对流应用范围特性尺寸定性温度 的取值 液体被加热 液体被冷却 气体5一、流体在管内作强制对流2.流体在光滑圆形直管内作强制层流 应用范围特性尺寸

2、定性温度或6一、流体在管内作强制对流3.流体在光滑圆形直管中呈过渡流 当Re = 230010000 先按湍流计算对流传热系数计算方法 计算结果再乘以校正系数7一、流体在管内作强制对流4.流体在弯管内作强制对流 先按直管计算对流传热系数计算方法 再对计算结果进行校正弯管中的对流传热系数直管中的对流传热系数管子的弯曲半径8一、流体在管内作强制对流4.流体在非圆形管内作强制对流 将各关联式的管内径改为当量直径对流传热系数计算方法对于套管环隙中用水和空气进行对流传热实验应用范围特性尺寸定性温度Re = 12000220000d1/d2 = 1.65179二、流体在管外作强制对流1.流体在管束外作强制

3、垂直流动(1) 管子的排列方式正三角形转角三角形正方形转角正方形管子的排列方式管中心距10二、流体在管外作强制对流(2)对流传热系数的计算对于正三角形与转角正方形排列对于转角三角形与正方形排列应用范围特性尺寸Re 3000管外径11二、流体在管外作强制对流定性温度流 速流体通过每排管子中最狭窄通道处的流速。管束排数管束排数为10，否则需乘以校正系数。管束校正系数见(表5-3)【例5-7】【例5-9】自学12二、流体在管外作强制对流2.流体在换热器的管间流动(1)换热器的折流挡板管壳式（列管式）换热器折流挡板13二、流体在管外作强制对流换热器的折流挡板弓形折流板圆盘形折流板分流形折流板适用于大直

4、径换热器最为常见14二、流体在管外作强制对流(2)对流传热系数的计算 多诺呼(Donohue)法应用范围特性尺寸定性温度Re = 320000流 速中心附近排管中最狭窄通道处的流速。15二、流体在管外作强制对流 凯恩(Kern)法应用范围特性尺寸定性温度Re = 2000流 速根据流体流过管间最大截面积计算。传热当量直径16二、流体在管外作强制对流管子正方形排列管子正三角形排列最大截面积 A 计算挡板间距换热器外壳直径17第五章 传热5.3 对流传热5.3.4 无相变时的强制对流传热系数5.3.5 有相变时的强制对流传热系数18一、蒸汽冷凝传热1.蒸汽冷凝传热的方式蒸汽冷凝方式膜状冷凝珠状冷凝

5、凝液润湿壁面，形成一层平滑的液膜。凝液不能润湿壁面，在壁面上杂乱无章地形成小液滴。珠状冷凝膜状冷凝19一、蒸汽冷凝传热2.对流传热系数的计算(1)垂直壁面上膜状冷凝的对流传热系数对膜内层流流动，采用分析方法解得蒸汽在饱和温度下的汽化热壁面高度蒸汽饱和温度定性温度20一、蒸汽冷凝传热麦克亚当斯(McAdams)修正式罗森奥(Rohsenow)修正式应用范围液膜雷诺数21一、蒸汽冷凝传热液膜雷诺数定义凝液的平均流速设凝液的流通面积润湿周边长度凝液的质量流率则22一、蒸汽冷凝传热单位长度润湿周边上的凝液质量流率令则对膜内湍流流动，采用柯克柏瑞德(Kirkbride)公式定性温度23一、蒸汽冷凝传热(

6、2)水平管外膜状冷凝的对流传热系数对于单根管垂直列上的管排数对于水平管束24一、蒸汽冷凝传热通常各列管排数不等则平均管排数第 z 列上的管排数【例5-12】【例5-13】自学251.液体沸腾传热的方式与分类液体沸腾方式池内沸腾管内沸腾将加热壁面浸入液体的自由表面之下，液体在壁面受热沸腾。液体在管内流动过程中于管内壁发生的沸腾。二、液体沸腾传热自然对流和气泡的扰动强制对流（强制对流沸腾）26液体沸腾分类过冷沸腾饱和沸腾加热壁面温度高于液体饱和温度，而液体温度低于其饱和温度。二、液体沸腾传热整体沸腾无论何种沸腾方式，液体沸腾分为两类加热壁面温度高于液体饱和温度，液体温度维持其饱和温度。局部沸腾27

7、2.液体沸腾曲线二、液体沸腾传热液体沸腾曲线AB段：自然对流区oC 加热壁面上的流体轻微过热，液体内产生自然对流，没有气泡逸出液面。较低28二、液体沸腾传热BC段：泡核沸腾区oC 加热壁面的某些区域生产气泡，其生成速率随 上升而增加，气泡不断脱离壁面上升至液体表面而逸出。扰动剧烈29二、液体沸腾传热CD段：过渡区oC 气泡生成速率进一步加快，部分加热面被气膜覆盖，此时仍有部分加热面维持泡核沸腾状态。液膜附加热阻30二、液体沸腾传热DE段：膜状沸腾区 加热面上形成的气泡连成一片，加热面全部被气膜覆盖，形成稳定的气膜。随 的增加，h 基本不变，但由于辐射传热影响，q / S又有上升。313.液体沸腾传热的影响因素二、液体沸腾传热影响因素液体性质温度差操作压力加热壁面清洁加热壁面粗糙加热壁面324. 沸腾传热系数的计算二、液体沸腾传热(1) 罗森奥(Rohsenow)公式饱和液体定压质量热容组合常数（表5-5）气液相界面表面张力33二、液体沸腾传热(2) 莫斯听斯基(Mostinski)公式临界压力对比压力应用范围R = 0.010.9临界热通量34二、液体沸腾传热管束直径临