回顾 1.影响对流传热系数α的因素？ (1)引起流动的原因（自然对流？强制对流？） (2)流动形态（层流、湍流）？ (3)流体的物性（p,u,入，c。,体积膨胀系数B) (4)是否发生相变（0相变〉0无相变） (5)传热面的形状、位置和大小 1
（1）引起流动的原因（自然对流？强制对流？） （2）流动形态（层流、湍流）？ （3）流体的物性（，，，cp，体积膨胀系数β） （4）是否发生相变（ 相变 > 无相变） （5） 传热面的形状、位置和大小 1.影响对流传热系数的因素？ 回顾 1
2.对流传热过程的量纲分析（白金汉π定理） N= al Re= dup du P= CpL G.=8BAtlp? 元 u 2 对流传热与 惯性力与粘性 动量扩散与 浮升力与粘性 厚度为L的 力之此。扰动 热量扩散之 力之比。反映 流体层内的 加剧，壁面处 比。表征了 了由于流体中 热传导之比。的温度梯度增 流体的动量 温度差引起密 反映了对流 大，对流传热 传递能力与 度差所导致的 的强弱。大 系数增大。 热量传递能 浮升力对对流 于1. 力的相对强 传热的影响。 弱
2 2. 对流传热过程的量纲分析(白金汉π定理） 对流传热与 厚度为L的 流体层内的 热传导之比。 反映了对流 的强弱。大 于1. u l N = du du Re = = 惯性力与粘性 力之比。扰动 加剧，壁面处 的温度梯度增 大，对流传热 系数增大。 P r C P = 动量扩散与 热量扩散之 比。表征了 流体的动量 传递能力与 热量传递能 力的相对强 弱。 3 2 r 2 g tl G = 浮升力与粘性 力之比 。反映 了由于流体中 温度差引起密 度差所导致的 浮升力对对流 传热的影响
3.对流传热系数的经验关联式 一、流体在管内的强制对流 (1)圆形直管内的湍流 Nu=0.023Re0.8 PrT u=0023子p*(y 流体被加热n=0.4 流体被冷却n=0.3 3
3 3.对流传热系数的经验关联式 (1)圆形直管内的湍流 n N u 0.023Re P r 0.8 = p n du c d 0.023 ( ) ( ) 0.8 = 流体被加热 n＝0.4 流体被冷却 n＝0.3 一、流体在管内的强制对流
(2)圆形管内强制层流关联式和适用条件 (3)圆形直管内过渡流时表面传热系数 (4)圆形弯管内的强制对流 二次环流，湍动程度增加，Q增加，流动阻力损失增加 (5)非圆形管强制湍流用d.代替d计算 4
4 （2）圆形管内强制层流 关联式和适用条件 （3）圆形直管内过渡流时表面传热系数 （4） 圆形弯管内的强制对流 二次环流，湍动程度增加，α增加，流动阻力损失增加 （5）非圆形管强制湍流 用de代替di计算
二、管外强制对流的对流传热系数 1、流体横向流过单管 不同R下流体横向流过圆管时局部努塞尔数的变化 2、流体横向流过管束的表面传热系数 错列传热效果比直列好。 3、流体在列管换热器管壳间的传热 挡板形式：圆形、圆缺形 5
5 二、管外强制对流的对流传热系数 1、 流体横向流过单管 不同Re下流体横向流过圆管时局部努塞尔数的变化 2、 流体横向流过管束的表面传热系数 错列传热效果比直列好。 3、流体在列管换热器管壳间的传热 挡板形式：圆形、圆缺形
4、提高对流传热系数的途径 1)流体作湍流流动时的传热系数远大于层流时的传热系数， 并且R个，a↑，应力求使流体在换热器内达到湍流流动。 2)湍流时，圆形直管中的对流传热系数 =o023(2)g 当n=0.4时， a=0.0239°4206(pw8 do.2L 6
4、提高对流传热系数的途径 1）流体作湍流流动时的传热系数远大于层流时的传热系数， 并且Re↑，α↑，应力求使流体在换热器内达到湍流流动。 2）湍流时，圆形直管中的对流传热系数 n r i i P d u d 0.8 0.023 = 当n = 0.4时, ( ) 0 2 0.4 0.6 0.8 0.023 . p d C u = 6
a与流速的0.8呈正比，与管径的0.2次方呈反比， 在流体阻力允许的情况下，增大流速比减小管径对提高对流 传热系数的效果更为显著。 3)流体在换热器管间流过时，在管外加折流板的情况 -o6(“2”a= d045 对流传热系数与流速的0.55次方成正比，而与当量直径的 0.45次方成反比 7
α与流速的0.8呈正比，与管径的0.2次方呈反比， 在流体阻力允许的情况下，增大流速比减小管径对提高对流 传热系数的效果更为显著。 3）流体在换热器管间流过时，在管外加折流板的情况 0.1 4 3 1 0.5 5 0.36 = w e p e d u C d 0.45 0.55 de u = B 对流传热系数与流速的0.55次方成正比，而与当量直径的 0.45次方成反比 7
设置折流板提高流速和缩小管子的当量直径，对加大对流传热 系数均有较显著的作用。 4)不论管内还是管外，提高流u都能增大对流传热系数，但是增 大，流动阻力一般按流速的平方增加，应根据具体情况选择最佳 的流速。 5)除增加流速外，可在管内装置如庥麻花铁或选用螺纹管的方法， 增加流体的湍动程度，对流传热系数增大，但此时能耗增加。 8
设置折流板提高流速和缩小管子的当量直径，对加大对流传热 系数均有较显著的作用。 4) 不论管内还是管外，提高流u都能增大对流传热系数，但是增 大u，流动阻力一般按流速的平方增加，应根据具体情况选择最佳 的流速。 5）除增加流速外，可在管内装置如麻花铁或选用螺纹管的方法， 增加流体的湍动程度，对流传热系数增大，但此时能耗增加。 8
4.5.4流体有相变时的对流传热系数 1、蒸汽冷凝时的对流传热系数 1)蒸汽冷凝的方式 a)膜状冷凝： (b) (a)、〔b膜状冷凝 〔c)滴状冷凝 若冷凝液能够浸润壁面，在壁面上形成一完整的液膜 b)滴状冷凝： 若冷凝液体不能润湿壁面，由于表面张力的作用， 冷凝液在壁面上形成许多液滴，并沿壁面落下 9
4.5.4 流体有相变时的对流传热系数 1、蒸汽冷凝时的对流传热系数 1）蒸汽冷凝的方式 a) 膜状冷凝： 若冷凝液能够浸润壁面，在壁面上形成一完整的液膜 b)滴状冷凝： 若冷凝液体不能润湿壁面，由于表面张力的作用， 冷凝液在壁面上形成许多液滴，并沿壁面落下 9
2)膜状冷凝的传热系数 a)蒸汽在垂直管外或垂直平板侧的冷凝 假设： ①冷凝液的物性为常数，可取平均液膜温度下的数值。 一蒸汽冷凝成液体时所传递的热量，仅仅是冷凝潜热 蒸汽静止不动，对液膜无摩擦阻力。 ④冷凝液膜成层流流动，传热方式仅为通过液膜进行的热传导。 10
2）膜状冷凝的传热系数 a)蒸汽在垂直管外或垂直平板侧的冷凝 假设： ① 冷凝液的物性为常数，可取平均液膜温度下的数值。 ② 一蒸汽冷凝成液体时所传递的热量，仅仅是冷凝潜热 ③ 蒸汽静止不动，对液膜无摩擦阻力。 ④ 冷凝液膜成层流流动，传热方式仅为通过液膜进行的热传导。 10