管内强迫对流换热

管内强迫对流换热热工基础电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库郑州电力高等专科学校管内强迫对流换热流体在管内流动时流体的流动方向与流道的轴线平行，此时流体与壁面之间的换热称为管内强制对流换热。这种换热现象在电厂中应用得很广泛，如过热蒸汽在过热器管内流动时的换热、给水在省煤器管内流动时的换热、凝汽器及冷油器中冷却水与管壁之间的换热等。管内流动和换热的特征01管内紊流换热的计算02目

录Content01电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库管内流动和换热的特征管内强迫对流换热管内强制对流时，随着流体逐步地深入管内，边界层的厚度会逐步增厚，当边界层的厚度等于管子的半径时，边界层在管子中心处汇合，此时管内流动成为定型流动。那么，从管子进口到边界层汇合处之间的这段管长称为入口段，之后进入定型流动的区域称为定型段。管内强迫对流换热如果边界层在管中心处汇合时流体已经从层流流动完全转变为紊流流动，那么进入充分发展区后就会维持紊流流动状态，从而构成流体管内紊流流动过程如果边界层在管中心处汇合时流体流动仍然保持层流，那么进入充分发展区后也就继续保持层流流动状态，从而构成流体管内层流流动过程。02电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库管内紊流换热的计算管内强迫对流换热

工程中常用的管内紊流换热平均对流换热系数的准则方程式适用于Re=104~1.2×105，Pr=0.7~120的流体，流体与壁面小温差：气体小于50℃、水小于20~30℃、油类小于10℃。流体被加热n=0.4，流体被冷却n=0.3。管内强迫对流换热

CL为考虑入口段对平均对流换热系数增大影响的入口效应修正系数。若是L/d≥60的长管，入口段对整个管子平均对流换热系数的影响不大，可以不予考虑，取CL=1。但对于L/d<60的短管，入口段的影响就不能忽略，必须用大于1的系数CL加以修正。CL=1＋(d/L)0.7

管内强迫对流换热

Ct为大温差时考虑边界层内温度分布对对流换热系数影响的温度修正系数准则方程式中，流体的物性按同一个定性温度确定，这等于把流体的物性视为定值、流体视为等温流，速度分布如图中曲线1。但当流体与壁面温差较大时，边界层中的温度变化会导致物性参数明显改变，尤其是粘度的改变将导致速度分布发生改变，从而影响到对流换热系数α的大小。管内强迫对流换热反之，当液体被加热或气体被冷却时，速度分布将变为曲线3。当管内液体被冷却或气体被加热时，从管中心到管壁，液体温度沿径向降低、气体温度沿径向升高，因液体的粘性随温度降低而增大、气体粘度随温度降低而降低，将导致管中心部分流速增加，管壁处流速降低，速度分布变为曲线2。管内强迫对流换热近壁处流速增加能使层流底层厚度变薄，热阻变小，对流换热系数增大。即液体被加热时的对流换热系数比液体被冷却时要大；气体则相反。因此，为了补偿上述热流方向不同的影响，用Ct加以修正。管内强迫对流换热

CR为考虑管道弯曲对对流换热系数影响的弯管修正系数。当流体在弯曲管道或螺旋管内流动时，由于离心力的作用，形成了图2.1-4所示的二次环流，加强了对流体的扰动和混合，使换热增强。对于气体CR=1+1.77de/R对于液体