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1、传热单元数法又称热效率传热单元数法第1页，本讲稿共15页二二.传热单元数传热单元数NTU换热器的有效长度可以表示为换热器的有效长度可以表示为:L=H倍数倍数(H可称为单元长度可称为单元长度)在四条假设基础上在四条假设基础上:均为长度因次均为长度因次,称为称为传热单元长度传热单元长度.均无因次均无因次,称为称为传传热单元数热单元数.其中其中:即即:L=Hh(NTU)h L=Hc(NTU)c第2页，本讲稿共15页三三.与与NTU 的关系的关系单程并流单程并流:(图图4-22)单程逆流单程逆流:(图图4-23)第3页，本讲稿共15页四四.解题步骤解题步骤已知已知:WhCPh WcCPc KS T1
2、t1 步骤步骤:1.判断最小值流体判断最小值流体 4.由由 (或或 )2.计算计算(NTU)min 和和 可求出可求出T2(或或t2)3.计算或查图得计算或查图得 5.由热平衡方程可求出由热平衡方程可求出t2(或或T2)第4页，本讲稿共15页第五节第五节 对流传热系数关联式对流传热系数关联式4-5-1 对流传热系数的影响因素对流传热系数的影响因素1.流体的种类和物性流体的种类和物性 4.流体是否发生相变流体是否发生相变 2.流体流体的温度的温度 5.流体流动的原因流体流动的原因 3.流体的流体的流动状态流动状态 6.传热面的形状、位置和大小传热面的形状、位置和大小对流传热系数对流传热系数无相变
3、无相变有相变有相变强制对流强制对流自然对流自然对流管内管内管外管外圆圆形形直直管管弯弯管管非非圆圆形形直直管管管束管束外的外的垂直垂直流动流动管管间间流流动动蒸蒸气气冷冷凝凝液液体体沸沸腾腾第5页，本讲稿共15页4-5-2对流传热过程的因次分析对流传热过程的因次分析一一.流体无相变时的强制对流过程流体无相变时的强制对流过程l 传热设备的特征尺寸传热设备的特征尺寸采用的因次分析方法：白金汉法采用的因次分析方法：白金汉法无因次准数的数目无因次准数的数目 i=n-m=7-4=3直接写出三个准数直接写出三个准数 1 2 3准数式为：准数式为：1=（2，3 ）举例举例1举例举例2Nu:努赛尔特准数努赛尔
4、特准数Re:雷诺准数雷诺准数 Pr:普兰特准数普兰特准数Gr:格拉斯霍夫准数格拉斯霍夫准数二二.自然对流传热过程自然对流传热过程第6页，本讲稿共15页对流传热系数对流传热系数无相变无相变有相变有相变强制对流强制对流自然对流自然对流管内管内圆圆形形直直管管弯弯管管非非圆圆形形直直管管管束管束外的外的垂直垂直流动流动管管间间流流动动蒸蒸气气冷冷凝凝液液体体沸沸腾腾继续继续管外管外第7页，本讲稿共15页返回返回直列直列正三角形错列正三角形错列正方形错列正方形错列流流动动方方向向第8页，本讲稿共15页返回返回直列直列正三角形错列正三角形错列正方形错列正方形错列流流动动方方向向流体在错列管束外流过流体在
5、错列管束外流过流体在直列管束外流过流体在直列管束外流过园缺挡板时园缺挡板时,壳方流体壳方流体:第9页，本讲稿共15页对流传热系数对流传热系数无相变无相变有相变有相变强制对流强制对流自然对流自然对流管内管内圆圆形形直直管管弯弯管管非非圆圆形形直直管管管束管束外的外的垂直垂直流动流动管管间间流流动动蒸蒸气气冷冷凝凝液液体体沸沸腾腾强制湍流强制湍流低粘度：低粘度：n=0.3 被冷却被冷却n=0.4 被加热被加热返回返回管外管外第10页，本讲稿共15页对流传热系数对流传热系数无相变无相变有相变有相变强制对流强制对流自然对流自然对流管内管内圆圆形形直直管管弯弯管管非非圆圆形形直直管管管束管束外的外的垂直
6、垂直流动流动管管间间流流动动蒸蒸气气冷冷凝凝液液体体沸沸腾腾继续继续管外管外第11页，本讲稿共15页1.液膜两侧的温差液膜两侧的温差t 液膜层流时液膜层流时,若若t减小减小,冷凝速率减小冷凝速率减小,液膜减薄液膜减薄;2.流体物性流体物性 密度密度,粘度粘度,导热系数导热系数,冷凝潜热影响冷凝传热系数冷凝潜热影响冷凝传热系数;3.蒸气的流速和方向蒸气的流速和方向 与液流同向与液流同向,;反向反向,;反向但速度反向但速度 很大很大,液膜被吹离壁面液膜被吹离壁面,急剧增大急剧增大;4.蒸气中不凝气体的含量高蒸气中不凝气体的含量高,;5.冷凝壁面的影响冷凝壁面的影响返回返回膜状冷凝膜状冷凝滴状冷凝滴
7、状冷凝有利于减薄液膜厚度的因素有利于减薄液膜厚度的因素:第12页，本讲稿共15页返回返回第13页，本讲稿共15页液体沸腾液体沸腾管内沸腾管内沸腾(如蒸发如蒸发)大容积沸腾大容积沸腾(如精馏塔釜如精馏塔釜)泡核沸腾泡核沸腾膜状沸腾膜状沸腾不稳定膜状沸腾不稳定膜状沸腾T温度增加方向温度增加方向返回返回第14页，本讲稿共15页第五节第五节 对流传热系数关联式对流传热系数关联式 对流传热系数的影响因素对流传热系数的影响因素:1.流体的种类和物性流体的种类和物性 4.流体是否发生相变流体是否发生相变 2.流体流体的温度的温度 5.流体流动的原因流体流动的原因 3.流体流体的流动状态的流动状态 6.传热面的形状、位置和大小传热面的形状、位置和大小对流传热系数对流传热系数无相变无相变有相变有相变强制对流强制对流自然对流自然对流管内管内管外管外圆圆形形直直管管弯弯管管非非圆圆形形直直管管管束管束外的外的垂直垂直流动流动管管间间流流动动蒸蒸气气冷冷凝凝液液体体沸沸腾腾计算计算 时一定要注意定性时一定要注意定性温度、特征尺寸以及应温度、特征尺寸以及应用范围用范围第15页，本讲稿共15页