1 傳熱 : 傳熱,即熱量的傳遞,是自然界中普遍存在的物理現(xiàn)象。凡是有溫度差存在的物 系之間,就會導(dǎo)致熱量從高溫處向低溫處的傳遞的傳熱過程。 解決傳熱問題,都需要從總的傳熱速率方程出發(fā),即: 式中:Q--冷流體吸收或熱流體放出的熱流量,W; K--傳熱系數(shù), A--傳熱面積,; --平均傳熱溫差,℃。 傳熱的基本方式 根據(jù)熱量傳遞機(jī)理的不同,傳熱基本方式有三種,即熱傳導(dǎo)、對流和輻射。 ·熱傳導(dǎo): 熱傳導(dǎo)又稱導(dǎo)熱。是指熱量從物體的高溫部分向同一物體的低溫部分、或者從一個(gè)高溫物體向一個(gè)與它直接接觸的低溫物體傳熱的過程。 ·對流傳熱: 對流傳熱是依靠流體的宏觀位移,將熱量由一處帶到另一處的傳遞現(xiàn)象。在化工生產(chǎn)中的對流傳熱,往往是指流體與固體壁面直接接觸時(shí)的熱量傳遞。 ·輻射傳熱: 又稱為熱輻射,是指因熱的原因而產(chǎn)生的電磁波在空間的傳遞。物體將熱能變?yōu)檩椛淠埽噪姶挪ǖ男问皆诳罩袀鞑?,?dāng)遇到另一物體時(shí),又被全部或部分地吸收而變?yōu)闊崮堋?br /> 作為換熱設(shè)備,我們主要關(guān)心的熱傳導(dǎo)和對流傳熱。 對流傳熱大多是指流體與固體壁面之間的傳熱,其傳熱速率與流體性質(zhì)及邊界層的狀況密切相關(guān)。如圖在靠近壁面處引起溫度的變化形成溫度邊界層。溫度差主要集中在層流底層中。假設(shè)流體與壁面的溫度差全部集中在厚度為δ1'的有效膜內(nèi),該膜既不是熱邊界層,也非流動邊界層,而是一集中了全部傳熱溫差并以導(dǎo)熱方式傳熱的虛擬膜。對流傳熱速率方程可用牛頓冷卻定律來描述,該定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律: 2 對流傳熱: 對流傳熱大多是指流體與固體壁面之間的傳熱,其傳熱速率與流體性質(zhì)及邊界層的狀況密切相關(guān)。如圖在靠近壁面處引起溫度的變化形成溫度邊界層。溫度差主要集中在層流底層中。假設(shè)流體與壁面的溫度差全部集中在厚度為δ1'的有效膜內(nèi),該膜既不是熱邊界層,也非流動邊界層,而是一集中了全部傳熱溫差并以導(dǎo)熱方式傳熱的虛擬膜。對流傳熱速率方程可用牛頓冷卻定律來描述,該定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律: 對兩側(cè)流體,均可使用牛頓冷卻定律,即: Q=αAΔt 式中:Q----對流傳熱的熱流量,W; A----對流傳熱面積,m2; Δt----壁面溫度與壁面法向上流體的平均溫度之差,K; α----比例系數(shù),稱為表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),W/(m2.K) 對流傳熱過程的計(jì)算,歸結(jié)為如何獲取。一般由實(shí)驗(yàn) 測定,采用科學(xué)的試驗(yàn)方法。 3 特征數(shù): 對流傳熱的分類: 無相變化傳熱: 強(qiáng)制對流 自然對流 有相變傳熱: 蒸汽冷凝 液體沸騰 無相變化時(shí)對流傳熱過程的因次分析 利用因次分析的方法可獲得描述對流傳熱的幾個(gè)重要的特征數(shù): (努塞爾數(shù)) (雷諾數(shù)) (普朗特?cái)?shù)) (格拉曉夫數(shù)) |