1第二章炉子传热原理2§3
对流换热3一、对流换热的基本概念与机理:1
流动边界层(1)定义:流体流经固体表面时,由于流体的粘性作用,使紧贴固体表面的流体速度等于0
随着离开壁面的距离增加,其速度迅速增大
在离壁面δ处流速为流体主流速度的99%,这个距离δ称为边界层
4(2)雷诺数:Re=vdρ/μv:流速(m/s);d:管道水力学d=4F/s直径(M);ρ:流体密度(kg
m3)μ:流体粘度(N·s/m2)管道中:Re2300紊流;2100Rt=1/aF7三、影响对流换热的因素1
流体流动发生的原因:(1)自然对流:V↓→δ↑→R↑→a↓
(2)强制对流:V↑→δ↓→R↓→a↑
流体的流动状态:(1)层流:靠传导,热流方向垂直于流体运动的方向
(2)紊流:传导+紊流混合,取决于层流底层传导,但层流底层薄,所以总的传热能力比层流大
相同条件下:流速高的紊流a>流速低的层流a
(原因:①紊流中层流低层薄,R↓;②流速高紊流流体内相对位移大,对流换热激烈a↑
流体的物理性质:(1)流体的导热系数:λ↑(Rt↓)→a↑;(2)流体的比热c:c↑→a↑;(3)流体的密度ρ:ρ↑→a↑(流体的流量与流体的密度成正比,密度增加流体在单位时间内所携带的热量,从而加强流体与壁面之间的对流换热
)(4)流体的粘度:粘度大↑→δ↑→R↑→a↓
固体表面的形状、大小、位置9四
对流换热系数的确定——实验确定1
自然对流时的对流换热系数经验公式:a=A(t1-t2)1/4(w/m2·℃)炉壁自然对流换热系数与炉壁和空气间的温差t1-t2成正比;A为系数,对炉墙竖壁为2
56,炉底外壁为1
63,炉顶外壁为3
26,单位:w/(m2·c1
强制对流时的对流换热系数(1)气体沿平面流动时:11(2)气体沿长形工件流动时: