工学大连理工大学化工原理课程讲义传热.pptx
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1、两无限大平壁间辐射两无限大平壁间辐射 有效辐射:有效辐射:两固体壁面间的有效辐射:角系数:角系数 (总能量被壁面拦截分率)。=f(两壁面形状,大小,相对位置,距离等)024516730.21.00.80.60.4341圆盘形 2正方形 3长方形(边长比2:1)4长方形(狭长)21角系数 平行壁间辐射传热的角系数4.5.4 气体的热辐射气体的热辐射 气体气体:单、对称双原子气体(H2、O2、空气)近似透热体,透热体,无吸收、发射能力。多原子气体(CO2、H2O蒸气)高温时具有很强发射和吸收能力。气体热辐射特点:气体热辐射特点:*选择性选择性 只发射和吸收某一波长范围的辐射能;*容积辐射特性容积辐
2、射特性 吸收和发射在整个体积内进行。气体发射能力:气体发射能力:同时存在两种以上传热方式的综合传热现象。例例:设备表面的热损失,对流+热辐射 间壁换热过程中,对流+导热 (2)设备热损失计算设备热损失计算4.5.5 复合传热与设备热损失的计算复合传热与设备热损失的计算 (1)复合传热复合传热tw环环境境 t热损失热损失:经验关联式:经验关联式:空气自然对流时,空气自然对流时,平壁保温层外:圆管保温层外:空气沿粗糙表面强制对流时,空气沿粗糙表面强制对流时,空气流速 u5m/s hT=6.2+4.2u 空气流速 u5m/s hT=7.8u0.78(3)绝热层的临界半径绝热层的临界半径设稳态传热,管
3、道外表面与环境间热损失为:htit1R1tR2triro绝热层的分析示意图 热损失与绝热层外半径的关系增加绝热层厚度,热损失一定减小。增加绝热层厚度,热损失可能增加,保温层的选择:保温层的选择:对需保温的管子,ri一定。如果要满足保温条件,应从、hT两方面考虑,选择合适的保温层材质。绝热层的临界厚度为绝热层的临界厚度为:r1r2r3圆管外的保温 计算基础:计算基础:热流量衡算方程和传热速率方程热流量衡算方程和传热速率方程。4.6.1 热流量衡算方程热流量衡算方程 稳态传热,忽略热损失时,冷流体吸收热量冷流体吸收热量=热流体放出热量热流体放出热量 (1)无相变传热无相变传热4.6 传热过程的计算
4、传热过程的计算计算类型计算类型:设计型计算:已知设计型计算:已知th1,th2,tc1,qmc,qmh,K 求 传热面积A;操作型计算:操作型计算:已知th1,tc1,qmc,qmh,K,A 求th2、tc2、。tc2 th1tc1th2(2)有相变传热有相变传热 饱和状态饱和状态下下说明:说明:换热过程中各流股热流量间关系;各流股间相互制约,热量守恒。非饱和状态下非饱和状态下例:过热蒸气冷凝过冷液体又如:过冷液体 沸腾 过热蒸气过热蒸汽冷流体热流体过冷液体4.6.2 总传热速率方程总传热速率方程 间壁传热过程:间壁传热过程:各部分传热速率方程:各部分传热速率方程:管内侧流体:管壁导热:管外侧
5、流体:热流体冷流体thtcth,wtc,w热流体冷流体thtcth,wtc,w对稳态传热对稳态传热:式中,K 总传热系数,W/(m2K)。注意注意:K 与 A 对应,选Ai、Am 或 Ao 故稳态传热时,故稳态传热时,4.6.3 传热系数和传热面积传热系数和传热面积K 传热系数传热系数,表示换热设备性能的重要参数。表示换热设备性能的重要参数。(1)K的计算的计算 在实际生产中以外表面积Ao作为传热面积。K的来源:的来源:实验测定;取生产实际的经验数据;计算求得。实际计算热阻应包括壁两侧污垢热阻:圆管中:圆管中:平壁:平壁:(2)污垢热阻污垢热阻 Rd,i和和 Rd,o污垢热阻影响:污垢热阻影响
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