化工原理第六章03

通常α的大小順序：

W/m2℃α氣,自然對流5~10α氣,強(qiáng)制對流10~100α液,自然對流50~1000α液,強(qiáng)制對流500~104

α蒸汽冷凝103~3×104

α液體沸騰103~6×104例1若傳熱溫差推動(dòng)力增加一倍，試求下列條件下傳熱速率是原來的多少倍？①圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流；②大容積自然對流；③大容積飽和核狀沸騰；④蒸汽膜狀冷凝(層流)解：①

α與Δt無關(guān)，②α∝

，③α∝Δt2.5，④α∝

，5熱輻射過程特點(diǎn)：①T>0K的物體都輻射，溫度越高越重要②無須傳遞介質(zhì)工業(yè)背景：①熱電偶測溫誤差TW<Tg時(shí),有測溫誤差Tg對流→T,T輻射→TW,T<Tg采取什么措施？②管道熱損失管道外除了對流熱損失還有熱輻射損失,怎么計(jì)？5.1物體輻射能力和吸收能力

Q入=Q反+Q吸+Q透

1=r+a+d

反射率吸收率穿透率工業(yè)所遇溫度范圍內(nèi)，熱輻射波長在0.38~1000μm,大部分能量在0.76~20μm固體、液體d=0,r+a=1氣體r=0，a+d=1黑體—吸收率a=1的物體,是一種理想化物體空腔近似于黑體黑體,白體,透體黑、白之分不據(jù)于顏色雪霜a=0.985近似黑體黑光金屬r=0.97近似白體玻璃對可見光是透體，而對紅外線近似于黑體1.黑體的輻射能力斯蒂芬-波爾茲曼定律

C0=5.67W/m2K4即Eb∝(絕對溫度)4，稱四次方定律表明輻射傳熱對溫度十分敏感2.實(shí)際物體輻射能力黑度ε影響因素：表面溫度，物體種類，表面狀況3.灰體實(shí)際物體：吸收率a與波長λ有關(guān)灰體—吸收率與波長無關(guān)的理想物體,a(λ)=常數(shù)實(shí)際物體視作灰體：需要:a與λ無關(guān),便于數(shù)學(xué)處理可能:工業(yè)上大多λ=0.76~20μm

工程材料在此區(qū)a變化不大當(dāng)Ta=Tb時(shí),無凈傳熱

E=εEb

(1-a)Eb+E=Eb克希荷夫定律a=ε結(jié)論：同溫度下，灰體的吸收率等于黑度。善輻射者善吸收。注意：太陽輻射、氣體輻射不成立5.2兩黑體間輻射1.角系數(shù)黑體1發(fā)射給黑體2占總發(fā)射量的分率由蘭貝特定律純幾何因素,與表面性質(zhì)無關(guān)。實(shí)際是一種覆蓋率同樣結(jié)論：2．兩黑體凈熱交換5.3兩灰體間輻射使用有效輻射概念將灰體理解為對投入輻射全部吸收而輻射能力等于有效輻射的“黑體”當(dāng)系統(tǒng)只由兩灰體組成時(shí)得或系統(tǒng)黑度實(shí)用：①兩大近距離平板：相互全遮蓋了②小物體1被大物體2包圍而則簡化為例1在兩大近距離平板中間加一塊遮熱板，表面黑度均相同，則輻射傳熱為原來的多少？解：

例2熱電偶測溫穩(wěn)定時(shí)誤差如何減小誤差,可采取的措施：①α↑,②ε1↓,③TW↑

④加罩子5.4輻射的主要影響因素1.絕對溫度四次方同樣溫差2.幾何位置3.表面黑度鍍銀、鋁等4.輻射表面的介質(zhì)思考：1。是否顏色越黑，黑度就越大；2。為什么冬天一般穿深色衣服，夏天穿淡色衣服6傳熱過程計(jì)算定態(tài)條件下，Q熱,放=Q冷,吸+Q損失Q損失不計(jì)時(shí)，qm1Cp1(T1-T2)=qm2Cp2(t2-t1)過程特征方程假定條件：①定態(tài),Q損失不計(jì)②qm1Cp1,qm2Cp2,K沿傳熱面不變③冷、熱流體無相變化④軸向?qū)峥珊雎?.1傳熱速率和傳熱系數(shù)注意：推動(dòng)力、系數(shù)、面積的配套以內(nèi)壁面為基準(zhǔn)以外壁面為基準(zhǔn)(較常用)只有平壁才有K1=K2注意：實(shí)際考慮污垢：圓管6.2傳熱阻力控制問題新管子,或除垢后,R1=R2=0,λ金屬大壁δ薄,如λ鋼=45W/m·K,取δ=1.5mmλ/δ=3×104W/m2·K,δ/λ≈0，則：①K比α1、α2中較小的一個(gè)α還?、诋?dāng)α1>>α2，則K≈α2

強(qiáng)化傳熱須從α小的一側(cè)入手③壁溫計(jì)算：∵δ/λ≈0，∴TW=tW結(jié)論：壁溫總是接近α值大的一邊流體溫度例1α值對K的影響無污垢時(shí),

α1α2KK/K原2050019.2α1加倍4050037.01.93α2加倍20100019.61.02例2壺底溫度為什么空壺時(shí)要燒壞？

T=1000℃,t=100℃

tW(TW=tW)靠近哪個(gè)溫度(T、t)燒水