苏州科技学院传热学第10章传热过程与换热器分析

1、通过平壁的传热
A h11(tf1tfh122)h11Atf1At f2h21A
k
1
1 1
h1 h2
✓由于平壁的两侧的面积是相等的，因此
传热系数的数值不论对哪一侧来说都是
一样的。
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2 通过圆管的传热
在稳态条件下，通过各环节的热流量是不变的。
内部对流：
B、通过肋壁的传热
➢在表面传热系数 较小的一侧采用肋 壁是强化传热的一 种行之有效的方法。
➢下面以平壁的一 侧为肋壁的较简单 的情况，作为分析 肋壁传热的对象。
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h iA itfi twi
Aitwitwo
h o A 1tw o tfo h ofA 2tw o tfo
➢ 对外侧面积而言得传热系数 的定义式由下式表示：
Aotf1tf2 do dolndo
1
hidi 2 di ho
k
1
do do lndo 1
hidi 2 di ho
从热阻的角度来看
1 l1 tf1 l n d to f2 11t1 f1 ltn d f2 o1
h id i 2 d i h o d o h iA i 2l d i h o A o
ho oAo twotfo
式中， o为肋片总效率。
tfi tfo
1
1
hiAi Ai hooAo
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h i1 A i tfA i i tfh o o 1 oA oh 1 i A i tf i h o t fA o io A o
定义肋化系数： Ao Ai
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管道的散热量为
l(ti t0)
hi1d1211lnd d1 221lnd do 2ho1do
根据
d dd o
0
，可解得
2 d 0 ho
这个 d 0 成为临界热绝缘直径记为 d c r
在圆管外覆盖一层热绝缘材料时，总热阻 值为最小（或单位管长传热量为最大值） 对应的保温层苏州外科技径学院。传热学第10章传热过
q1 /q = 4347.6/570.3 = 7.623 苏州科技学院传热学第10章传热过 程与换热器分析
4、临界热绝缘直径
➢为了减少管道的散热损失，采用在管道外 侧覆盖热绝缘层或称隔热保温层的办法。 ➢热流体通过管道壁和绝缘层传热给冷流体 传热过程的热阻为
R lh i1 d 1211ln d d 1 22 1ln d d o 2h o1 d o
hidil(tf1tw)i tf11twi
hidil
圆柱面导热：
twi two 1 ln( do )
hi
2l di
ho
外部对流： hodol(two t f 2 )
two
1
t
f
2
h d l o o 苏州科技学院传热学第10章传热过 程与换热器分析
上面三式相加
tf1tf 2
l tf1tf2
程与换热器分析
§ 10-2 复合换热
❖ 复合换热：对流换 热和辐射换热同时 起作用的过程
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对流换热量： c h c A tw tf
辐射换热量： r hrA(twtf )
h r 辐射换热系数 [W/(m2 K)]
h c A ( t w t f) + h r A ( t w t f) = ( h r + h c ) A ( t w t f) htA wtf h=(hr +hc) 固体表面的复合换热系数
则传热系数为
k
1
1
1
hi hoo
所以，只要 o就可1 以起到强化换热的效果。
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例： 一平壁一侧加肋，加肋后面积为A2，肋化系数 =13，肋壁总效率tot=0.9。壁的厚度=10mm，材料 的导热系数=50W/(m·K)，相对应的换热系数为
h1=200W/(m2 ·K)和h2=10W/(m2 ·K) ，流体温度 tf1=75C和tf2=15 C。求以A1为基准，其单位面积的传 热量q1，并与不加肋时的传热量q比较。
1 1 lndo 1
1 1 lndo 1
hildi 2l di holdo hidi 2 di hodo
tf1tf 2
1 1 lndo 1
hiAi 2l di hoAo
对外侧面积而言
Aotf1tf2 do dolndo
1
hidi 2 di ho
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辐射换热量为：
r ATw4Ta4mhrAtwtf
hr
Tw4Ta4m
twtf
壁面Biblioteka Baidu围环境温度
例题10-1、10-3 P271-274
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§ 10-3 传热的强化与削弱
强化传热的目的： ①缩小设备尺寸； ②提高热效率； ③降低温度，保证设备安全。 削弱传热的目的： 减少热量损失，节约能源或保证人身安全
k1o Ahi1Ai 21llnd do i
1 hoAo
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3 通过肋壁的传热 A.肋片
➢工程上和自然界常见到一些带有突出表面的物 体，如摩托车的气缸外壁、马达外壳、暖气片、 多数散热器的气侧表面。
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第10章 传热过程与换热器
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§ 10-1 传热过程的分析和计算
❖ 传热过程基本计算式(传热方程式) 传热过程分析求解的基本关系 式
ktA f1 tf2
式中:k为传热系数（注意不要与表面对流
换热系数想混淆）。
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解：q 1A Q 11 tf1 tf2 1
7 5 15
1 0 .0 1 1
43 .6 W 4 /m 2 7
h 1 h 2 tot205 00 1 1 0 3 0 .9
qh 1 1t f1 t f2 h 1 22107 0 0 5 5 .0 10 1 51 10 57 .3W 0/m 2