4-6傳熱過程練習題ppt課件

傳導、對流和輻射定態(tài)傳熱與非定態(tài)傳熱傅里葉定律、牛頓冷卻定律及傳熱平衡方程總傳熱方程總傳熱系數(shù)對數(shù)平均溫度差熱阻概念強化傳熱和削弱傳熱的措施換熱器流體流動路徑選擇,復習第四章傳熱,基本概念,1,物理意義：溫度梯度為1Km-1時，單位時間單位面積傳遞的熱量。,金屬非金屬液氣,濕干,液體：；氣體：。,2,滯流湍流,質點運動方式,相對位移,徑向脈動,混合均勻,層間滑動,極少混合,傳熱方式,傳導,對流,溫度降,0,0,0,溫度梯度,熱阻,0,0,0,3,對流傳熱的基本規(guī)律流動邊界層通過熱邊界層影響傳熱強度，熱阻集中在熱邊界層，熱邊界層外無熱阻；對流傳熱包括熱量通過熱邊界層的傳導傳熱和通過熱邊界層以外的對流傳熱兩個過程。,4,影響對流傳熱系數(shù)h的因素,1.引起流動的原因,h強h自,2.流體的物性，cp,h湍h層,4.傳熱面的形狀，大小和位置,3.流動形態(tài),h相變h無相變h液h氣,5.流體的相態(tài)變化,6.傳熱溫度,hf(u,d,l,cp,gt),5,傅立葉定律,基本公式,6,1單層平面壁,7,2多層平面壁,8,3單層圓筒壁,9,4多層圓筒壁,10,Nusselt，待定準數(shù),Reynolds，流動型態(tài)對對流傳熱的影響,Prandtl，流體物性對對流傳熱的影響,Grashof，自然對流對對流傳熱的影響,對流傳熱系數(shù)h的求取,hf(u,d,l,cp,gt),11,流體無相變時的對流傳熱系數(shù)關聯(lián)式,12,熱量衡算,兩種流體均無相變化,熱流體有相變化,傳熱平衡方程,13,14,15,1在列管換熱器中，當兩側熱阻相差很大時，管壁平均溫度接近。A熱阻較小的那一側流體的溫度B熱阻較大的那一側流體的溫度C兩側流體的平均溫度D無法確定,A,練習題,2當換熱器使用一段時間后，傳熱表面會結垢，結垢層將使總傳熱熱阻。A不變B減小C增大D無法確定,C,16,3對于多層平面壁的定態(tài)導熱過程，若第一層的溫差T1大于第二層的溫差T2，第二層的溫差T2大于第三層的溫差T3，則第一層的熱阻R1、第二層的熱阻R2與第三層的熱阻R3關系為。AR1=R2=R3BR1R2R3D無法確定,C,4下列關于對流傳熱系數(shù)的說法中，錯誤的是。A它是流體固有的屬性B它與流體的物性有關C它與流體的流動狀態(tài)有關D它與傳熱面的大小、形狀有關,A,17,5在間壁式換熱器中，間壁兩側流體的對流傳熱系數(shù)分別為h1和h2，且h1h2，若要強化傳熱過程，關鍵在于。A降低h1B提高h1C降低h2D提高h2,D,6各種物質的導熱系數(shù)通常用實驗方法測定，其大小按排列。A金屬非金屬固體液體氣體B金屬液體非金屬固體氣體C液體金屬非金屬固體氣體D氣體液體非金屬固體金屬,A,18,7物體各部分之間不發(fā)生相對位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運動而引起的熱量傳遞稱為。A熱傳導；B熱傳遞；C熱放射；D熱流動。8流體各部分之間發(fā)生相對位移所引起的熱傳遞過程稱為。A對流；B流動；C傳遞；D透熱。9因熱的原因而產生的電磁波在空間的傳遞，稱為。A熱傳導；B熱傳遞；C熱放射；D熱輻射。,A,A,D,10.牛頓給熱定律中，計算對流傳熱速率的傳熱溫差為。A壁面與流體間的溫度差B冷、熱流體的對數(shù)平均溫差C熱流體的進、出口溫差D冷流體的進、出口溫差,A,19,1.在列管換熱器中，飽和蒸汽宜走，不清潔和易結垢的流體宜走。,2.熱傳遞的基本方式有、。,3.在對流傳熱過程中，熱邊界層中溫度梯度較，傳熱熱阻較。,管間（殼程），管內（管程）,傳導，對流，輻射,大，大,20,4傳熱僅發(fā)生在流體中。5對流傳熱又分對流和強制對流。6不需要任何介質的傳熱稱為傳熱。7在列管式換熱器中，流體在流動稱為流經(jīng)管程。8列管式換熱器中，流體在流動稱為流經(jīng)殼程。,對流,自然,輻射,管內,管間,21,9.在恒溫傳熱中，兩流體在間壁每一處的溫度。,10.在對流傳熱過程中，湍流流體中溫度梯度較，傳熱熱阻較。,相等,小，小,11.強化傳熱的途徑有，。,增大總傳熱系數(shù)，增大傳熱面積，增大傳熱平均溫度差,22,在傳熱面積為12m2的管殼式換熱器中，用工業(yè)水冷卻離心泵的軸封冷卻用水，工業(yè)水走管程，進口溫度20，軸封冷卻水走殼程，進口溫度為75，采用逆流操作方式。當工業(yè)水流量為1.0kg/s時，測得工業(yè)水與軸封冷卻水的出口溫度分別為40與28，當工業(yè)水流量增加一倍時，測得軸封冷卻水出口溫度為24。假設管壁兩側剛經(jīng)過清洗，試計算最初流量下管程和殼程的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)各為多少？水比熱容均取4.2kJ/(kg)解：,23,24,25,采用套管式換熱器，于環(huán)隙中110飽和水蒸汽冷凝以將內管中的空氣由20加熱到80。已知內管為321mm的紫銅管(=380W/(m.),，空氣處理量為19Kg/h，空氣的平均物理性質如下：=1.060Kg/m3,=0.029W/(m.),=2.0110-5Pa.s,Cp=1.005KJ/(Kg.),試求：內管中空氣的對流傳熱系數(shù)；若水蒸汽在環(huán)隙中的對流傳熱系數(shù)取10000W/(m2.)，不計污垢熱阻，求管長和內管壁溫；欲將空氣處理量增加25%，試問從換熱器結構和操作條件兩方面可采取哪些可行的措施以完成加熱任務？,26,解：空氣在管內的流速,27,28,29,30,提高飽和水蒸汽溫度,增加換熱器的管長,31,有兩湍流流體在逆流套管換熱器內換熱，兩流體的傳熱膜系數(shù)均為500Wm-2K-1，密度平均值均為1000kgm-3，比定壓熱容（平均值）均為4kJkg-1K-1，流量為0.001m3s-1，換熱面積為20m2，熱流體初始溫度為120，冷流體初始溫度為20。求熱流體出口溫度（管壁熱阻可忽略）。解:,32,33,在并流換熱器中，用水冷卻油。水的進、出口溫度分別為15和40，油的進、出口溫度分別為150和100?，F(xiàn)因生產任務要求油的出口溫度降至80，假設油和水的流量、進口溫度及物性均不變，若原換熱器的管長為1m，求此換熱器的管長增至多少米才能滿足要求（換熱器的熱損失可忽略）。,34,某一603mm的鋁復合管，其導熱系數(shù)為45W/(mK)，外包一層厚30mm石棉后，又包一層30mm軟木。石棉和軟木的導熱系數(shù)分別為0.16W/(mK)和0.04W/(mK)。試求：(1)如已知管內