传热学第四版课件

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传热学第四版课件篇一: 传热

章4. 传热

4.1 传热的三种基本方式:

1 热传导?

2 对流?

对流传热: 固体壁面与流体间强制对流

自然对流

3 热辐射?

4.2 热传导

1. 傅立叶定律

1 温度场：t = f ( x 、y、z、0 ) ?

稳定温度场: t = f ( x 、y、z ) 等温面: 温度相同的点2 温度梯度： ?

与等温面垂直方向：

dt/dn

dQ =-入dA dt/dn

2. 入导热系数

W/(m K )

W/(m 0C)

3. 平壁的稳定热传导

热通量q = dQ/dA = Q/A

t1

t2

q =- 入dt/dx

b Q/A =入(t1 -t2)/b

Q = (t1- ⑵ / [b/( 入A)]

=△ t/R

多层平壁的稳定热传导

Q =△ t1/R1= △ t2/R2= △⑶R3

=(△ t1+ △ t2+ △ t3)/( R1+R2+R3) =(t1 -t4)/ [b1/( 入1A)+ b2/(入2A)+ b3/(入3A)]tt tt4

123

4. 圆筒壁的稳定热传导

Q =-入A dt/dr

=-入2 n rL dt/dr

Q dr /r =- 入2 n L dt

Q = 2 n 入L(t1 -t2) / ln(r2/r1)

=(t1- t2) /[ In(r2/r1) / 2 n 入L]

或：Q = [2 n 入L(t1 -t2) / In(r2/r1)](r2-r1)/ (r2-r1)

=2 n rmL入(t1 -t2) / b

=Aml (t1 -t2) / b

rm= (r2-r1)/ In(r2/r1) 对数平均半径b = (r2-r1)

Am= 2冗rmL

Q= (t1-t2)/[ b/ (入Am)]

多层圆筒壁的稳定热传导

Q =△ t1/R1= △ t2/R2= △⑶R3

=(△ t1+ △ t2+ △ t3)/( R1+R2+R3) =(t1 -t4)/[b1/( 入1Am1)+ b2/(入2Am2)+ b3/(入3Am3

)]

4.3 两流体间的热量传递

1. 间壁两侧流体热交换过程的分析

T

Tw

t x

总推动力T - t

T 截面上热流体平均温度t 截面上冷流体平均温度方程

传热速率

q = dQ/dA ~ T - t

q = K(T - t)

dQ=K(T - t)dA

K 总传热系数

W/(K m2)

2. 总传热系数与局部对流传热系数层流底层冷流体侧

dQ=a c(tw - t)dAc

a C局部对流传热系数

热流体侧

dQ=a h(T - Tw)dAh

a h 局部对流传热系数

通过管壁

dQ= (Tw-tw)/[ b/(入dAm)]

dQ=(tw - t) / ( 1/ a cdAc)

=(T - Tw) / ( 1/a hdAh) =(Tw - tw)/[ b/( 入dAm)]

=(T - t ) / [ 1/a cdAc + b/(入dAm) +1/ a hdAh ] 1/KdAo = 1/

a cdAc + b/(入dAm) +1/ a hdAh 1/K =dAo / a cdAc + bdAo/(入dAm)

+dAo/ a hdAh

若冷流体在外侧 :

1/K = 1 / a c + bdo/（入dm） + do/ a hdi总热阻冷侧管壁热侧热阻

若热流体在外侧:

1/K =do/ a cdi+ bdo/（入dm） +1/ a h

--- 以外表面积为基准的总传热系数

传热学第四版课件篇二: 第四章传热

第四章传热

第一节概述

传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一种平衡状态变到另一种平衡状态所需要的总能量; 而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学是热力学的扩展。热力学

（能量守衡定律）和传热学（传热速率方程）两者的结合，才可能解决传热问题。

化工生产中对传热的要求经常有以下两种情况:一种是强化传热过程; 另一种是削弱传热过程。

传热系统（例如换热器）中不积累能量（即输入能量等于输出的能量），称为定态

传热。定态传热的特点是传热速率（单位时间传递的热量）在任何时刻都为常数，并且系统中各点的温度仅随位置变化而与时间无关。

根据传热机理不同，热传递有三种基本方式: 传导、对流和辐射。在无外功输入时，净的热流方向总是由高温处向低温处流动。

若物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的运动而引起的热量传递称为热传导（又称导热）。固体中的热传导属于典型的导热方式。

流体中各部分之间发生相对位移所引起的热传导过程称为热对流（简称对流）。热对流仅发生在流体中。

流体中对流原因可分为两种: 一是自然对流;二是强制对流。在化工传热过程中，常遇到的并非单纯对流方式，而是流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程，即热由流体传到固体表面（或反之）的过程，通常将它称为对流传热（又称为给热）。因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。所有物体（包括固体、液体和气体）都能将热能以电磁波形式发射出去，而不需要任何介质，也就是说它可以在真空中传播。物体之间相互辐射和吸收能量的总结果称为辐射传热。任何物体只要在热力学温度零度以上都能发射辐射能，但只有在物体温度较高时，热辐射才能成为主要的传热方式。

传热过程中，热、冷流体热交换可分为三种基本方式: 一、直接接触式换热器和混合式换热器;二、蓄热式换热器和蓄热器; 三、间壁式换热和间壁式换热器。

通常，将流体与固体壁面之间的传热称为对流传热过程，将冷、热流体通过壁面之间的传热称为热交换过程，简称传热过程。

流体流经管束称为流经管程，将该流体称为管程（或管方）流体; 流体流经管间环隙称为流经壳程，将该流体称为壳程（或壳方）流体。

对于特定的列管式换热器，其传热面积可按下式计算，即