工程传热学—复习资料ppt课件.pptVIP

已知两平板的温度各自均匀分布，且分别等于T1和T2，它们的黑度分别为ε1和ε2。此时在两平板之间平行放入一个平板3，其黑度为ε3，那么平板3就成为一块辐射屏。 T1 T2 T3 ?1 ?2 ?3 没有遮热屏时，由两平面的辐射热平衡有： 而加入遮热屏时，由两平面的辐射热平衡有： 如果所有平板的黑度均相同，即 遮热板的几个应用： （2）应用于储存液态气体的低温容器。 对储存液氮、液氧等容器，为了提高保温效果，采用多层屏壁并抽真空。遮热板用塑料簿膜制成，其上涂以反射比很大的金属箔层。箔层厚度约0.01-0.05mm,箔间嵌以质轻且导热系数小的材料作分隔层，绝热层中抽成高度真空。 （1）在汽轮机中用于减少内、外套管间的辐射换热量。 据实测，冷壁20~80K，外壁300K时，在垂直于遮热板方向上的等效导热系数可低达5~10×105W/(m·K)，导热热阻可达常温下空气的几百倍，有超级绝热材料之称。 （3）用于超级隔热油管 石油在地层下数千米，粘度大，开采时需注射高温高压蒸汽使其粘度降低。为减少蒸汽散热损失，可采用类似低温保温容器的多层遮热板并抽真空。 内管 注蒸汽 外管 间隔材料 （4）用于提高温度测量的准确度 如果使用裸露热电偶测量高温气流的温度，高温气流以对流方式把热量传给热电偶，同时热电偶又以辐射方式把热量传给温度较低的容器壁。 在热平衡时，热电偶温度不再变化，此温度为指示温度，它必低于气体的真实温度。使用遮热罩抽气式热电偶时，热电偶在遮热罩保护下辐射散热减少，抽气作用可增加对流换热，使测温误差减少。 tw t3 t1 d s 为使遮热罩能对热电偶有效地起屏蔽作用，s/d应大于2~2.2。教材P436中的计算表明，裸露时测温误差高达20%，用单层遮热罩抽气式时误差降为4.9%. tw t3 t1 d s * 热边界条件有均匀壁温和均匀热流两种。 对于管壁热流为常数时，流体温度随流动方向线性变化，且与管壁之间的温差保持不变，有 x t 入口段 充分发展段 tf tw 恒热流时 ?t=C 管内流体截面上的平均温度 流体进口平均温度 x t tw = C tf 恒壁温时 当管璧温度为常数时，流体的温度随流动方向按如下指数规律变化 利用在整个管长内的流动换热平衡关系式 可得出计算表面传热系数的平均温差表达式 对数平均温差 其中，tf’, tf”分别为出口、进口截面上的平均温度。 当进口与出口截面上的温差比(tw - tf'')/(tw - tf')在0.5 ~ 2之间时，可按如下算术平均温差计算，结果的差别在4%以内。 对数平均温差 ① 管内紊流换热准则关系式 当管内流动的雷诺数Re≥10000时，管内流体处于旺盛的紊流状态。此时的换热计算可采用迪图斯-贝尔特（Dittus-Boelter）准则关系式 特征尺寸为d，特征流速为um，流体物性量采用的定性温度是 为流体的平均温度；流体被加热n=0.4，流体被冷却 n=0.3。 2 管内强制对流换热的准则关系式 使用范围： Ref = 104 ? 1.2×105， Prf = 0.7 ? 120， l/d ? 60； 温差 tw-tf 较小。 所谓小温差是指对于气体≤ 50℃；对于水≤20~30℃ ，对于油类流体≤10℃。 迪图斯-贝尔特准则关系式 当流体与管壁之间的温差较大时，因管截面上流体温度变化比较大，流体的物性受温度的影响会发生改变，尤其是流体黏性随温度的变化导致管截面上流体速度的分布也发生改变，进而影响流体与管壁之间的热量传递和交换。 液体被加热或气体被冷却 液体被冷却或气体被加热 恒定温度的情况 管内流动温度对速度分布的影响示意图 §6-3 流体外掠物体的对流换热计算 层流流动 紊流流动 0 xc qw x 流体流过平板换热示意图 边界层层流流动换热可以通过边界层微分方程组的求解获得相应的准则关系式 而紊流问题也可以通过求解边界层积分方程而得出相应的准则关系式。 1 流体平行流过平板时的换热计算 当雷诺数 时，流动边界层为层流流动，其换热计算的准则关系式如下： 局部换热系数计算式 平均换热系数计算式 当雷诺数 时，流动边界层流动变为紊流流动，如果将整个平板都视为紊流状态，其换热计算的准则关系式如下： 局部换热系数计算式 平均换热系数计算式 实际上流体流过平板时都是逐步从层流过渡到紊流的，因