一般情况下有相变的对流传热系數较大我从以下几点说起:1)传热阻力,所谓传热阻力即热量从这边传到那边所经过的途径主要有三部分:(1)管壁,(2)加热侧虚擬膜(虚拟膜理论)厚度所谓虚拟膜是指加热流体在虚拟膜以外温度相同,温度梯度存在于虚拟膜中(3)被加热侧虚拟膜厚度;2)管孓的导热系数;3)加热介质,被加热介质的导热系数
介质(管子,加热介质被加热介质)的导热系数是物性参数,是个固定值很难莋出改变。影响传热系数的最主要因素就是虚拟膜厚度减少虚拟膜的厚度(建议好好理解下虚拟膜)就会增大传热系数。怎么样减少虚擬膜的厚度了方法只有增加对流传热介质的湍动情况(湍动越厉害,虚拟膜越薄传热系数越大。这就是为什么均相传热时加大传热介質的流速会增大传热系数的原因)在有相态变化的情况下虚拟膜会减薄。具体分析如下:1)液体产生气泡时气泡从管壁处移动到介质主体,主体液体会填充气泡的位置这样就增加了液体的湍动(虚拟膜内的湍动导致虚拟膜厚度减小),从而传热系数增大;2)有固体产苼的传热即流体中有晶体析出,很明显固体的运动会增加流体的湍动降低虚拟膜厚度从而提高传热系数;3)冷凝,膜状冷凝的传热系數不是很大滴状冷凝则较大,为什么气体被冷凝之后很快形成液滴从壁面滑落,导致冷凝过程本来的虚拟膜就很薄所以传热系数较夶。
给热系数α的物理意义是:单位时间内,单位传热面积上,温度差为1K时以给热方式所传递的热量。 单位:W/(㎡/℃) 实验证明影响给热系數的因素有: ①流体流动的速度:传热边界层中的导热是对流传热的主要矛盾。显然增大流速可以使传热边界层减薄,从而使 α增大,使对流传热过程得以强化。 ②流体的对流状况:是采用自然对流抑或采用强制对流显然,强制对流时流体的流速较自然对流为高 ③流體的种类;液体、气体、蒸气。 ④流体的性质:影响较大的有流体的比热、导热系数、密度、粘度等如导热系数大的流体,传热边界层嘚热阻就小给热 系数较大。粘度大的流体在同等流速下,Re数小传热边界层相应较厚,给热系数便小 ⑤传热面的形状、位置和大小:不同形状的传热面,如圆管或平板或管束;是在管内还是管外;是垂直放置还是水 平放置;以及不同的管径和长度都对α有影响。 概括以上影响因素,可把给热系数α写成如下的未定方程式。 α=f (u d ,ρ μ ,t cp ,……) (3—20) 各种给热过程的情况差异很大影响α的因素也不完全相同,常见的给热过程分为两大类; 1.流体无相变化时的给热过程 (1)流体强制对流给热 (2)流体自然对流给热 2.流体发生相变时的给热过程 (1)蒸氣冷凝给热 (2)液体沸腾给热 无相变的对流给热系数的经验关联式 圆形直管内强制湍流的给热系数
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