凝结于沸腾.ppt

（6）热管应用中存在的主要问题：密封性、管材与工质的相容性。 第7章 小结 重点掌握以下内容： （1）表面凝结的两种基本形态?膜状凝结和珠状凝结的特点和形成条件 ； （2）努塞尔关于竖壁膜状凝结换热的理论分析方法； （3）影响膜状凝结换热的主要因素 ； （4）强化凝结换热的主要方法 ； （8）热管的工作原理。 （5）大空间饱和沸腾4个阶段的基本特征、饱和沸腾曲线、临界热流密度； （6）影响大空间饱和核态沸腾换热的主要因素 ； （7）强化核态沸腾换热的方法 ； 对流换热课堂练习题（ 2010） 概 念 题 1、对流换热边界层微分方程组是否适用于粘度很大的油和Pr数很小的液态金属？为什么？ 解：对粘度很大的油类，Re数很低，速度边界层厚度?与x为同一量级，因而动量微分方程中的 为同一量级，不可忽略。 对液态金属，速度边界层厚度远小于温度边界层的厚度， 为同一量级，不可忽略。 因此，边界层能量方程不适用。 概 念 题 2、举例说明，管内强制对流换热定量计算采用试算法的几种情况。 解：一般在下列情况，需采用试算法。 （1）管长未知，先假定为完全发展段，求出管长后再行校正； （2）流速未知，先假定流速计算，最后由热平衡方程对速度进行校正； （3）管内壁温未知，不能确定是否需要进行温差修正，可先假定温差修正因子为1进行计算； 概 念 题 （4）管内径未知，不能确定流态（Re数不可求），不能确定是否为进口段。与流速和管长未知的情形类似。 （5）流体出口温度未知，无法确定定性温度，因而无法确定物性参数。需先假定出口温度进行计算，与根据热平衡方程求出之值进行比较，直到假定值满足热平衡偏差要求。 概 念 题 3、对有限空间自然对流换热，有人计算出其Nu数为0.5，请判断计算是否正确。 解：以如图所示的自然对流换热为例，极限情况为空气纯导热，此时 由上两式可得 即Nu数的最小值为1，计算结果不正确。 概 念 题 4、竖直平板倾斜布置后，其凝结换热表面传热系数如何变化？ 解：倾斜后，促使液膜沿板表面流动的力减小为重力的一个分量，液膜将增厚，表面传热系数减小。 由凝结换热的计算式也可看出。 概 念 题 5、两完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为120?C和400?C的钢板上，试问在哪块板上的水滴将先被烧干？为什么？ 解：在大气压下沸腾时，两滴水的过热度分别为20?C和300?C。 由饱和沸腾曲线知 前者表面发生核态沸腾，而后者为膜态沸腾，前者热流密度大，水先蒸干。 计算题 1、用热线风速仪测定空气流速的实验中，将直径为0.1mm的电热丝与来流方向垂直放置。来流温度为25?C，电热丝温度为55?C，测得电加热功率为20W/m。假定除对流外其他热损失忽略不计，试确定此时的来流速度。 解：本题为空气外掠圆柱体强迫对流换热问题。 解题思路：由已知条件求h；由对流换热关联式求Re数；最后由Re数求风速。 计算题 以壁面温度与流体温度的平均值为定性温度，可得： 假设Re数范围为：40-4000，有 计算题 求得的Re数符合假定范围。 即为所求。 计算题 2、恒壁温条件下管内强迫对流换热，流动和换热均处于充分发展段。已知流体进口温度tf’,质量流量为qm,定压比热容为cp，流体与壁面间的表面传热系数为h，如图所示。试证明下式成立 tm为流体在x断面的平均温度；P为周长。 计算题 解：取dx段作为研究对象，列热平衡方程 式中，qx=h(tw-tm)，为x处的局部热流密度， 积分即为所求。 计算题 讨 论 所得到的结论很重要。该结论对管内层流和湍流恒壁温边界条件下充分发展段强迫对流换热都适用。当管长为l 时，有 3. 一常物性流体同时在温度与之不同的两根直管内流动，且两管内直径间的关系为d1?2d2，若流动与换热均已处于湍流充分发展区域( Nuf?0.023Ref0.8Prfn )，试确定下列两种情形下两管内平均对流换热系数的比值： （1）两管内流体的平均流速相等； （2）两管内流体的质量流量相等。 解： 计算题 对常物性流体， 均为常数，所以 4.一边长为30cm的正方形薄平板，内部有电加热装置，垂直放置于静止空气中，板一侧绝热。空气温度为35?C。为防止内部电热丝过热，板表面温度不允许超过150 ?C。平板表面辐射换热的表面传热系数为9 W/(m2.K)。试确定电热器所允许的最大功率。 解： 本题为大空间自然对流与辐射组成的复合换热问题。 计算题 定性温度： 空气物性： 平板散热量，即电热器所允许的最大功率。 计算题 5、水蒸气