福州大学化工原理电子教案传热 d=4X流动截面积_D-n 润湿周边D+nd1 若内管内径改变,但壁厚不变,则内管的流速=q(0785d2)也改变,则a2改变,a2xs:壳 程的流速= 078D3-4)也改变,则a也改变了,即=D=4(D+a) a, D-did+d' (2)圆形直管强制层流的给热系数 管内强制层流的给热过程由于下列因素而趋于复杂。 ①流体物性(特别是粘度)受到管内不均匀温度分布的影响,使速度分布显著地偏离等温流动时的 抛物线 ②自然对流造成了径向流动,强化了给热过程。(对于高度湍流而言,自然对流影响无足轻重) ③层流流动时达到定态速度分布的进口段距离一般较长(约100d),在实用的管长范围内,加热管 的相对长度l/d将对全管平均的给热系数有明显影响。 这些影响使管内层流给热的理论解不能用于设计计算,必须根据实验结果加以修正 Nu=1.86 RePr l1+l2 注:上式适用于(RePr)>10,即不适用于管子很长的情况,定性温度lm-2° (3)管外强制对流的给热系数 流体在圆管外部垂直流过时,在管子圆周各点的流动情况是不同的,因而各点的热阻或给热系数也不 同。给热系数沿圆周的变化对于确定处于高温流体中管壁温度的分布有重要意义。但在一般换热器中,需 要的只是整个圆周的平均给热系数,因此,我们只讨论平均给热系数的计算。 在换热器内大量遇到的是流体横向流过管束的给热。此时由于管子之间的相互影响,给热过程更为复 杂,流体在管束外横向流过的给热系数为: Nu= ceRe"Pr0.4 适用范围:5000<Re<7000,xd=1.2~5,x2/=1.2~5。 (1)特性尺寸取管外径d1,定性温度取法与前相同lm (2)流速u取每列管子中最窄流道处的流速,即最大流速 (3)C,ε,n取决于排列方式和管排数,由实验测定,具体取值见教材p250表6-2 对于前几列而言,各列的s,n不同,因此a也不同 排列方式不同(直列和错列),对于相同的列,E,n不同,a也不同。 (4)对某一排列方式,由于各列的a不同,应按下式求平均的对流传热系数: A1+A2+A3 ∑ 中a一各列的对流传热系数 A—各列传热管的外表面积 (4)搅拌釜内液体与釜壁的给热系数 搅拌釜内液体与釜壁的给热系数与釜内液体物性及流动状况有关,一般是通过实验测定,将数据整理福州大学化工原理电子教案 传热 - 6 - 1 2 1 e 4 d D nd D nd + − =  = 润湿周边 流动截面积 若内管内径改变，但壁厚不变，则内管的流速 /(0.785 ) 2 u = qv d2 也改变，则  2 改变， 1.8 2 2 1 d   ；壳 程的流速 0.785( ) 2 1 2 v D d q u − = 也改变，则 1 也改变了，即 0.8 1 1 1 1 1 1         +  +  −  − =  D d D d D d D d   。 （2）圆形直管强制层流的给热系数 管内强制层流的给热过程由于下列因素而趋于复杂。 ① 流体物性（特别是粘度）受到管内不均匀温度分布的影响，使速度分布显著地偏离等温流动时的 抛物线。 ② 自然对流造成了径向流动，强化了给热过程。（对于高度湍流而言，自然对流影响无足轻重） ③ 层流流动时达到定态速度分布的进口段距离一般较长（约 100 d ），在实用的管长范围内，加热管 的相对长度 l / d 将对全管平均的给热系数有明显影响。 这些影响使管内层流给热的理论解不能用于设计计算，必须根据实验结果加以修正。 0.14 w 1/ 3 1.86 RePr               =   l d Nu 注：上式适用于 (RePr ) 10 l d ，即不适用于管子很长的情况，定性温度 2 1 2 m t t t + = 。 （3）管外强制对流的给热系数 流体在圆管外部垂直流过时，在管子圆周各点的流动情况是不同的，因而各点的热阻或给热系数也不 同。给热系数沿圆周的变化对于确定处于高温流体中管壁温度的分布有重要意义。但在一般换热器中，需 要的只是整个圆周的平均给热系数，因此，我们只讨论平均给热系数的计算。 在换热器内大量遇到的是流体横向流过管束的给热。此时由于管子之间的相互影响，给热过程更为复 杂，流体在管束外横向流过的给热系数为： 0.4 Nu C Re Pr n =  适用范围：5000<Re<70000，x1/d=1.2～5，x2/d=1.2～5。 （1）特性尺寸取管外径 d1，定性温度取法与前相同 tm； （2）流速 u 取每列管子中最窄流道处的流速，即最大流速。 （3）C，，n 取决于排列方式和管排数，由实验测定，具体取值见教材 p250 表 6-2。 对于前几列而言，各列的，n 不同，因此也不同。 排列方式不同（直列和错列），对于相同的列，，n 不同，也不同。 （4）对某一排列方式，由于各列的不同，应按下式求平均的对流传热系数：  =  + + + + + + = i i i A A A A A  A  A  A     1 2 3 1 1 2 2 3 3 式中 i——各列的对流传热系数； Ai——各列传热管的外表面积。 （4）搅拌釜内液体与釜壁的给热系数 搅拌釜内液体与釜壁的给热系数与釜内液体物性及流动状况有关，一般是通过实验测定，将数据整理