化工原理第六章03

通常α的大小順序：

W/m2℃α氣,自然對(duì)流5~10α氣,強(qiáng)制對(duì)流10~100α液,自然對(duì)流50~1000α液,強(qiáng)制對(duì)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(lái)的多少倍？①圓管內(nèi)強(qiáng)制湍流；②大容積自然對(duì)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(wú)關(guān)，②α∝

，③α∝Δt2.5，④α∝

，5熱輻射過(guò)程特點(diǎn)：①T>0K的物體都輻射，溫度越高越重要②無(wú)須傳遞介質(zhì)工業(yè)背景：①熱電偶測(cè)溫誤差TW<Tg時(shí),有測(cè)溫誤差Tg對(duì)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(duì)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(zhǎng)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(duì)可見(jiàn)光是透體，而對(duì)紅外線(xiàn)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(duì)溫度)4，稱(chēng)四次方定律表明輻射傳熱對(duì)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(lèi)，表面狀況3.灰體實(shí)際物體：吸收率a與波長(zhǎng)λ有關(guān)灰體—吸收率與波長(zhǎng)無(wú)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(wú)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(wú)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(yáng)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(wú)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(duì)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(jiǎn)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(lái)的多少？解：

例2熱電偶測(cè)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(duì)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(guò)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(guò)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(wú)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?xún)?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(wèn)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還小②當(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(duì)K的影響無(wú)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