宁波大学：《化工基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 传热及传热设备——流体无相变时的对流传热

将螺旋埋管等效为三维螺旋线热源，考虑螺旋埋管能源桩的传热过程，运用格林函数和第一型曲线进行积分，推导给出了考虑时间、空间位置、埋管参数和岩土体热物理性质4参数的螺旋埋管能源桩的温度场解析解，建立高精度三维螺旋埋管能源桩的传热模型。并通过在数值模拟软件中建立螺旋埋管能源桩三维模型，依据边界条件，求解得出三维螺旋埋管能源桩温度场数值解。对比结果表明：所建立的能源桩三维螺旋线热源模型具有很高的解析精度。最后，基于解析模型讨论了螺旋埋管能源桩换热温度场的空间分布和时间效应

案例一 二维稳态导热温度场计算 案例二 管道保温系统设计 案例三 管壳式换热器设计 案例四 超声波除垢及强化传热技术 案例五 太阳能诱导通风流场及温度场分布 案例六 方管保温特性数值解析

报告的主要内容 1、流体对流传热的场协同理论 2、传统的强化传热理论 3、场协同理论的数值验证 4、换热器的场协同理论 5、场协同强化传热研究所用的工具,方法 6、自己的一些感想体会

4.1概述 4.2热传导 4.3对流传热 4.4冷凝与沸腾传热 4.5辐射传热

基于Navier-Stokes动量方程和湍流低雷诺数k-ε方程,综合考虑能量守恒和钢液凝固与糊状区对流动过程的影响,建立了描述结晶器内钢液流动、传热及凝固过程的三维耦合数学模型.以实测温度和结晶器反问题模型计算出的热流为边界条件,模拟计算了结晶器内钢水的流动、传热和凝固行为.钢液流动决定结晶器内的温度和热流分布,铸坯凝固受钢液流动和结晶器热流双重因素的影响.建立的模型以及由此得到的铸坯凝固非均匀特征可为进一步考察浇铸过程中纵裂和其他表面缺陷提供借鉴和参考

通过建立结晶器内钢液和水的二维对流-传热耦合模型过程,研究了小方坯结晶器冷却水入口温度和流速对铜管温度和结晶器内平均热流的影响.该模型使用Fluent进行求解,模拟了钢液和冷却水的流动和传热,凝固坯壳的生长,以及热量以辐射和导热两种通过保护渣和气隙.通过将坯壳厚度和铜管温度与其他研究的结果进行对比来验证模型准确性.研究结果表明,结晶器冷却水的温度显著影响铜管的冷面温度,水温超过313 K会导致铜管冷面最高温度超过水的沸点.水流速升高0.49 m·s-1能够消除水温升高4 K带来的不利影响

6.1 概述 6.2 热传导 6.3 对流给热 6.4 热辐射 6.5 传热过程的计算 6.6 传热过程计算 6.7 换热器

4.1.1 传热过程在化工生产中的应用 4.1.2 传热的三种基本方式 4.1.3 冷热流体的接触方式 4.1.4 热载体及其选择 4.1.5 间壁式换热器的传热过程

对流传热:流体中质点发生相对位移而引起的热交换(伴随热传导),一般指流体与固体壁面的传热过程。动量、热量传递同时进行关系复杂。计算时要结合连续性方程、S方程和能量方程,计算十分复杂