化工原理第六章02.ppt

* 如何实验测定α dQ=qdA=α(tW-t)πddL=qmCpdt 积分得 Q=αΔtmπdL=qmCp(t2-t1) 测量 tW1, tW2, t1, t2, qm 可求得α 3.4 无相变对流α经验关联式 1. 圆形直管内强制湍流α Nu=0.023Re0.8Prb b=0.4流体被加热, b=0.3流体被冷却 或 1)经验关联式应用时要注意： ①适用范围: Re104, 0.7Pr160, μ2μ水， L/d30~40 ②定性温度：主体平均温度 或 ③特性尺寸:管径 d 影响因素分析： α∝ ∝ 而 hf∝ ∝ 空气 Pr=0.7 b↑ Prb↓ 水 Pr=7 b↑ Prb↑ 2) 应用范围的拓宽 a. 高粘度修正 工程处理 加热 , 冷却 b．2000Re104过渡区 α过=fα湍 校正系数 α过α湍 c．弯管 , R: 弯管的曲率半径 c．非圆形管 2．大容积自然对流α Nu=A(GrPr)b 应用注意： ①定性温度：膜温 ②定性尺寸：垂直方向 ③A, b 值又与(GrPr)有关。 自动模化区— α与L大小无关 讨论题： ①春天的温度分布曲线？ ②加一保温层后的温度分布？ 讨论题： ①春天的温度分布曲线？ ②加一保温层后的温度分布？ 例1 用饱和水蒸气加热空气, 内壁温度tW=140℃,内管内径60mm, 流量qm=0.129kg/s。 求：①传热面积A; ②若空气流量加倍, t2仍为原要求, 则A’=? 解：①在100℃下,查得 μ=0.022mPas, Cp=1.01kJ/kg℃, λ=0.0321W/m℃ 与0.7相差不多 =122W/m2℃ Δt1=60℃, Δt2=20 ℃, Δtm=36.4℃ ②当q’m=2qm A’=1.35m2 4.1 沸腾给热 1. 大容积饱和沸腾 过程特点：汽液两相共存 有利：气泡搅动液体，液体冲刷表面 不利：有可能气泡连成气膜,将液体与加热面隔开 2.沸腾条件 ①过热度(t-tS) —气泡存在之必须 表面能 作力平衡分析 σ2πr=(pV-pl)πr2 pV与pl的大小关系与界面曲率有关 pVpl pV=pl pVpl 因pl=f(ts), pV=f(t)单调上升,气泡存在pVpl, tts 液体温度要大于液体压强下的饱和温度 Δp引起多少Δt，克莱普龙方程可算 ②汽化核心—气泡生成之必须 同一粗糙表面,过热度越大,汽化核心数越多 沸石作用：提供汽化核心，防止暴沸 2．沸腾曲线 3．安全问题 恒q设备，qcr特别重要 如电加热炉，喷油量一定的锅炉 4．沸腾过程的强化 表面粗糙化，加入添加剂 4.2 冷凝给热 1.膜状冷凝与滴状冷凝 α滴状约为α膜状的10倍 工业上滴状不能持久，安全起见，按α膜状计 2.垂直壁液膜层流的平均α冷凝 WM:单位宽度冷凝量 热衡算 Q=WMBr=αLB(tS-tW) 力平衡 取 , 即 实验测定：C’ , 3.水平圆管外液膜层流的α冷凝： 影响因素分析： ①物性是蒸汽的还是凝液的 ②Δt对α有什么影响？r, μ, L的影响？ 应用注意： ①Re2000, Re的确定 , , 垂直平壁 Π=B, 垂直圆管外Π=πd0 水平圆管外Π=管长L ②L指从0开始的高度 α1, α可以套用公式计算 而α2不能直接套用 由衡算αAΔt=α1A1Δt+α2A2Δt 得 ③定性温度： ④特性尺