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第4章 小结 知识结构图 传热 热传导 换热器 对流传热 热辐射 傅立叶定律 导热系数 一维平壁热传导 单层 多层 一维圆筒壁热传导 单层 多层 对流传热过程分析 牛顿冷却定律 对流传热系数关联式 无相变 有相变 自然对流 强制对流 液体沸腾 蒸汽冷凝 黑体 镜体 透热体 灰体 斯蒂芬 波尔茨曼定律 黑度 克希霍夫定律 两固体间辐射传热 传热过程计算 传热速率方程式 热量衡算方程式 总传热系数 壁温的估算 对数平均温差 设计型及操作型计算 傅立叶定律 导热系数 对大多数金属材料 t 对大多数非金属材料 t 液体t 除水和甘油 气体t 通过单层平壁的稳态热传导 通过多层平壁的稳态热传导 通过单层圆筒壁的稳态热传导 通过多层圆筒壁的稳态热传导 牛顿冷却定律 放热 吸热 无相变圆形直管内的强制湍流 适用范围 Re 10000 0 760 流体被加热时 n 0 4 被冷却时 n 0 3 蒸汽冷凝 滴状冷凝 冷凝方式 膜状冷凝 滴 膜 冷凝传热的影响因素和强化措施 1 流体物性冷凝液 r 2 温差层流 t ts tW 3 不凝气体不凝气存在 定期排放 4 蒸汽流速与流向 u 10m s 同向时 反向时 u 5 蒸汽过热 包括冷却和冷凝两个过程 6 冷凝面的形状和位置 强化措施 减少液膜的厚度开纵向沟槽 采用错列 安装金属丝或翅片 液体沸腾曲线 黑体 镜体 透热体 灰体 黑体 吸收率A 1 镜体 反射率R 1 透热体 穿透率D 1 灰体 D 0或A R 1吸收率A不随波长 变化 斯蒂芬 波尔茨曼定律 黑体的辐射能力 灰体的辐射能力 克希霍夫定律 A 吸收率 表示由其它物体发射来的辐射能可被该物体吸收的分数 黑度 表示物体的辐射能力占黑体辐射能力的分数 A 物理意义 两固体间的辐射传热 间壁式换热器的类型 夹套换热器 蛇管换热器 套管换热器 列管换热器 固定管板式 补偿圈补偿 浮头式 浮头补偿 U型管式 U型管补偿 新型换热器 传热速率方程式 热量衡算方程式 传热计算 无相变时 相变时 总传热系数 壁温的估算 K接近 小一侧流体的值 定态传热 TW接近于 大侧流体的温度 对数平均温差 1 在包有二层相同厚度保温材料的圆形管道上 应该将材料包在内层 其原因是 2 厚度不同的三种平壁 各层接触良好 已知b1 b2 b3 导热系数 1 2 3 在稳定传热过程中 各层的热阻R1R2R3 各层的温差 t1 t2 t3 各层的导热速率Q1Q2Q3 练习 3 列管换器中 用饱和水蒸汽加热空气 空气走管内 蒸汽管间 则管壁温度接近的温度 总传热系数接近的对流传热系数 4 水在管内作湍流流动 若使流速提高至原来的2倍 则其对流传热系数约为原来的倍 管径改为原来的1 2两流量相同 则其对流传热系数约为原来的倍 设条件改变后 仍在湍流范围 5 物体的辐射传热速率与绝对温度的方成正比 6 物体黑度是指在温度下 物体的与之比 在数值上它与同一温度下物体的相等 7 设置隔热挡板是辐射散热的有效方法 材料的黑度愈低 辐射散热量 8 冷凝现象有冷凝和冷凝 工业冷凝器的设计都按冷凝设计 沸腾现象有沸腾和沸腾 工业上的沸腾装置一般是按沸腾设计的 9 在蒸汽冷凝传热中 不凝性气体的存在对 的影响是 某厂一单管程单壳程列管换热器 列管规格为 25 2 5mm 管长6m 管数501根 管程走热气体 流量为5000kg h 平均比热3 04KJ Kg K 进口温度500 壳程走冷气体 流量为4000Kg h 平均比热3 14KJ Kg K 进口温度30 1 逆流操作时 测得热气体的出口温度为200 求总传热系数K为多少 W m2k 2 如采用并流操作 热气体出口温度有无可能降为200 为什么 在一套管换热器用水逆流冷却某种溶液 溶液量为1 4Kg s 比热为2KJ Kg 走内管 规格为 25 2 5mm 从150 降温至100 冷却水走套管环隙 从25 升温至60 水的比热为4 18KJ Kg 1 已知溶液一侧的对流传热系数为1160W m2 冷却水一侧的以流传热系数为930W m2 忽略管壁和污垢的热阻 求以传热外表面积为基准的总传热系数K和冷却水的用量 Kg h 2 计算内管的外表面积和管长 用一传热面积为3m2由 25 2 5mm的管子组成的单程列管式换热器 用初温为10 的水将机油由200 冷却至100 水走管内 油走管间 已知水和机油的质量流量分别为1000kg h和1200kg h 其比热分别为4 18KJ Kg K和2 0KJ Kg k 水侧和油侧的对流