PPT《4-4-4 传热单元数法（又称热效率-传热单元数法,即 -NTU...》

4-4-4 传热单元数法(又称热效率-传热单元数法,即? -NTU法)

一、传热效率 实际传热速率和理论上可能的最大传热速率之比.

1. 定义: 2. 用最大可能的流体温度变化量来计算 WCP称为流体的热容量流率, 下标min表示两流体中热容量流率较小者, 并将此流体称为最小值流体. 3. 热效率表达式: 若热流体为最小值流体: 若冷流体为最小值流体: 可见: 若能得出热效率? 的值, 便可求出T2或t2 . 二. 传热单元数NTU 换热器的有效长度可以表示为: L=H?倍数 (H可称为单元长度) 在四条假设基础上: 均为长度因次, 称为传热单元长度. 均无因次, 称为传热单元数. 其中: 即: L=Hh(NTU)h L=Hc(NTU)c 三. ? 与NTU 的关系 单程并流:(图4-22) 单程逆流:(图4-23) 四. 解题步骤已知: WhCPh WcCPc K S T1 t1 步骤: 1.判断最小值流体 4.由 (或 2. 计算(NTU)min 和 可求出T2 (或t2)3. 计算或查图得? 5.由热平衡方程可求出t2 (或T2)

第五节 对流传热系数关联式 4-5-1 对流传热系数的影响因素 1.流体的种类和物性 4.流体是否发生相变 2.流体的温度 5.流体流动的原因 3.流体的流动状态 6.传热面的形状、位置和大小 对流传热系数 无相变 有相变 强制对流 自然对流 管内 管外 圆形直管 弯管 非圆形直管 管束外的垂直流动 管间流动 蒸气冷凝 液体沸腾 4-5-2对流传热过程的因次分析 一. 流体无相变时的强制对流过程 l -传热设备的特征尺寸 采用的因次分析方法:白金汉法 无因次准数的数目 i=n-m=7-4=3 直接写出三个准数 ?1 ?2 ?3 准数式为: ?1 =?(?2 ,?3 ) 举例1 举例2 Nu: 努赛尔特准数Re: 雷诺准数 Pr: 普兰特准数 Gr: 格拉斯霍夫准数 二. 自然对流传热过程 对流传热系数 无相变 有相变 强制对流 自然对流 管内 圆形直管 弯管 非圆形直管 管束外的垂直流动 管间流动 蒸气冷凝 液体沸腾 继续 管外 返回 直列 正三角形错列 正方形错列 流动方向 返回 直列 正三角形错列 正方形错列 流动方向 流体在错列管束外流过 流体在直列管束外流过 园缺挡板时,壳方流体: 对流传热系数 无相变 有相变 强制对流 自然对流 管内 圆形直管 弯管 非圆形直管 管束外的垂直流动 管间流动 蒸气冷凝 液体沸腾 强制湍流低粘度: n=0.3 被冷却n=0.4 被加热 返回 管外 对流传热系数 无相变 有相变 强制对流 自然对流 管内 圆形直管 弯管 非圆形直管 管束外的垂直流动 管间流动 蒸气冷凝 液体沸腾 继续 管外 1. 液膜两侧的温差St 液膜层流时, 若St减小, 冷凝速率减小, 液膜减薄;

2.流体物性 密度, 粘度, 导热系数, 冷凝潜热影响冷凝传热系数;

3.蒸气的流速和方向 与液流同向, ?↑;

反向, ?↓;

反向但速度 很大, 液膜被吹离壁面, ?急剧增大;

4.蒸气中不凝气体的含量高, ?↓;

5.冷凝壁面的影响 返回 膜状冷凝 滴状冷凝 有利于减薄液膜厚度的因素: 返回 液体沸腾 管内沸腾(如蒸发) 大容积沸腾(如精馏塔釜) 泡核沸腾 膜状沸腾 不稳定膜状沸腾 T 温度增加方向 返回

第五节 对流传热系数关联式 对流传热系数的影响因素: 1.流体的种类和物性 4.流体是否发生相变 2.流体的温度 5.流体流动的原因 3.流体的流动状态 6.传热面的形状、位置和大小 对流传热系数 无相变 有相变 强制对流 自然对流 管内 管外 圆形直管 弯管 非圆形直管 管束外的垂直流动 管间流动 蒸气冷凝 液体沸腾 计算?时一定要注意定性温度、特征尺寸以及应用范围