传热过程总结分解.pptx
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1、一、基本概念一、基本概念导热系数导热系数 ,导温系数导温系数 及其物理意义,及其物理意义,时间常数时间常数 及其物理意义,及其物理意义,及其及其物理意义,导热热阻物理意义,导热热阻 ,换热热阻,换热热阻 导热小结导热小结 二、基本定律二、基本定律 傅立叶定律 能量守恒定律 导热微分方程 牛顿冷却定律导热小结导热小结1、给出导热微分方程(控制方程)简化导热小结导热小结三三、求解导热问题的一般方法步骤、求解导热问题的一般方法步骤2、给出定解条件3、求解数学模型,得到温度分布4、应用傅立叶定律,求导热量5、结果的分析和讨论或根据 推导控制方程四、主要典型的导热问题四、主要典型的导热问题一、基本概念一
2、、基本概念 速度边界层、热边界层及其厚度;层流、紊流及传热机理;速度边界层、热边界层及其厚度;层流、紊流及传热机理;ReRe、PrPr、GrGr、NuNu的定义式及其物理意义;定性温度、特征尺寸的定义式及其物理意义;定性温度、特征尺寸 二、基本定律二、基本定律 牛顿冷却定律牛顿冷却定律 能量守恒定律能量守恒定律 换热方程式换热方程式三、确定三、确定h的方法的方法1、理论分析法、理论分析法 (1)建立微分方程组求解建立微分方程组求解 (2)建立积分方程组求解建立积分方程组求解2、热量和动量传递间的比拟法、热量和动量传递间的比拟法3、数值解法、数值解法4、实验法、实验法对流换热对流换热 小结小结四
3、、单相对流换热现象四、单相对流换热现象定性上定性上熟练掌握熟练掌握对流换热机理及其影响因素,边界层对流换热机理及其影响因素,边界层概念及其应用,以及在相似理论指导下的实验研究方法,提出概念及其应用,以及在相似理论指导下的实验研究方法,提出针对具体换热过程的强化传热措施。针对具体换热过程的强化传热措施。五、五、要求要求 定量上定量上能正确选用关联式计算能正确选用关联式计算h和换热量等。和换热量等。定性上应掌握:传热过程的热阻分析方法;综合传热问题的分析方法;传热过程强化与削弱的原则与措施。传热过程及换热器传热过程及换热器 传热过程的分析与计算传热系数的计算;对数平均温差的计算;间壁式换热器的设计
4、计算。定量上应熟练掌握例题例题 已知已知 热水进口温度热水进口温度300,出口温度,出口温度210;冷水进口温度;冷水进口温度100,出口温度出口温度200,试计算顺流布置和逆流布置时换热器的对数平均温差。,试计算顺流布置和逆流布置时换热器的对数平均温差。顺流顺流逆流逆流例题例题 已知已知 比热容为比热容为2.09 kJ/(kg.K)的热油流过一套管换热器,质量流量的热油流过一套管换热器,质量流量为为0.63 kg/s,进出口温度分别为,进出口温度分别为193和和65;比热容为;比热容为1.67 kJ/(kg.K)的的冷油的质量流量为冷油的质量流量为1.0 kg/s,出口温度为,出口温度为14
5、9。冷热油间的传热系数为冷热油间的传热系数为700 w/(m2.K)。求(求(1)冷油的入口温度()冷油的入口温度(2)传热量()传热量(3)平均温差()平均温差(4)需要的传热面积)需要的传热面积 (5)、NTU逆流逆流用冷却水冷却变压器油的冷油器,实验测得其总传热系数用冷却水冷却变压器油的冷油器,实验测得其总传热系数k如如附图所示。试问:附图所示。试问:(1)该换热器的热阻主要在哪一侧?)该换热器的热阻主要在哪一侧?(2)如两种流体的流速差不多,你认为介质甲是水还是油,)如两种流体的流速差不多,你认为介质甲是水还是油,为什么?为什么?用用铝铝制制的的水水壶壶烧烧开开水水时时,尽尽管管炉炉火
6、火很很旺旺,但但水水壶壶仍仍安安然然无无恙恙。而一旦壶内的水烧干后,水壶很快就被烧坏。请解释这一现象。而一旦壶内的水烧干后,水壶很快就被烧坏。请解释这一现象。答:用铝制的水壶烧开水,水答:用铝制的水壶烧开水,水壶底部与水进行对流传热。壶底部与水进行对流传热。而一旦壶内的水烧干后,水壶而一旦壶内的水烧干后,水壶底部与空气进行对流传热。因底部与空气进行对流传热。因为空气的对流传热系数比水小为空气的对流传热系数比水小得多,所以对流传热量小,水得多,所以对流传热量小,水壶从火焰得到的热量传递出去壶从火焰得到的热量传递出去的少,水壶的热力学能增加而的少,水壶的热力学能增加而导致温度升高,当温度高于水导致
7、温度升高,当温度高于水壶的熔点,很快就被烧坏。壶的熔点,很快就被烧坏。热水在两根相同的管道内以相同的流速流动,管外分别采用空热水在两根相同的管道内以相同的流速流动,管外分别采用空气冷却和水冷却。经过一段时间后,两管内产生相同厚度的水气冷却和水冷却。经过一段时间后,两管内产生相同厚度的水垢。问水垢的产生对哪一根管道的传热系数影响大?为什么?垢。问水垢的产生对哪一根管道的传热系数影响大?为什么?在野外工作时常用纸制容器煮水,试分析为什么纸制容器能在野外工作时常用纸制容器煮水,试分析为什么纸制容器能耐火?分析纸的温度接近于火焰的温度还是水的温度?耐火?分析纸的温度接近于火焰的温度还是水的温度?(提示
8、:(提示:纸的耐热温度可达纸的耐热温度可达200,),)14 应掌握的例题应掌握的例题第第1章:全部章:全部第第2章:章:2-1第第3章:章:3-1 3-8 导热导热第第4章:章:4-1 4-3第第5章:章:5-1 5-4,5-7 对流传热对流传热第第6章:章:6-1 6-5 6-6 6-7 6-9 辐射传热辐射传热第第7章:章:7-1 7-4(前),(前),7-6 7-715应掌握的应掌握的课后思考题课后思考题第第1章:全部章:全部第第2章:全部章:全部第第3章:全部章:全部 第第4章:全部章:全部第第5章:章:1 26第第6章:全部章:全部第第7章:全部章:全部传热学传热学教学大纲教学大纲
9、 导热导热 掌握傅里叶定律、导热系数和热扩散率的物理意义;理解直掌握傅里叶定律、导热系数和热扩散率的物理意义;理解直角坐标系下导热微分方程的推导方法及其定解条件;能用傅角坐标系下导热微分方程的推导方法及其定解条件;能用傅里叶定律或导热微分方程式求解一维稳态导热问题;了解隔里叶定律或导热微分方程式求解一维稳态导热问题;了解隔热油管的结构和原理;理解热阻的概念以及用热阻分析方法热油管的结构和原理;理解热阻的概念以及用热阻分析方法在多层壁导热计算中的应用;在多层壁导热计算中的应用;了解非稳态导热过程的特点;了解非稳态导热过程的特点;能用集总参数法求解和分析非稳态导热问题;能用集总参数法求解和分析非稳
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