传热学

李志国

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 传热学的研究内容
    • 1.2 热能传递的三种基本方式
    • 1.3 传热过程和传热系数
  • 2 稳态热传导
    • 2.1 导热基本定律
    • 2.2 导热问题的数学描写
    • 2.3 典型一维稳态导热问题的分析解
    • 2.4 通过肋片的导热
    • 2.5 具有内热源的一维导热问题
    • 2.6 多维稳态导热的求解
  • 3 非稳态热传导
    • 3.1 非稳态导热的基本概念
    • 3.2 集中参数法
    • 3.3 典型一维物体非稳态导热的分析解
    • 3.4 半无限大物体的非稳态导热
    • 3.5 多维非稳态导热分析解
  • 4 热传导问题的数值解法
    • 4.1 导热问题数值求解的基本原理
    • 4.2 内节点离散方程的建立
    • 4.3 边界节点离散方程的建立及代数方程的求解
    • 4.4 非稳态导热问题的数值解法
  • 5 对流传热的理论基础与实验研究基础
    • 5.1 对流传热概述
    • 5.2 对流传热问题的数学描写
    • 5.3 边界层型对流传热问题的数学描写
    • 5.4 流体外掠平板传热层流分析解及比拟理论
    • 5.5 相似原理与量纲分析
    • 5.6 相似原理的应用
  • 6 单向对流传热的实验关联式
    • 6.1 内部强制对流传热的实验关联式
    • 6.2 外部强制对流的实验关联式
    • 6.3 自然对流的实验关联式
    • 6.4 强化单相对流传热的技术、机理及性能评价
  • 7 相变对流传热
    • 7.1 凝结传热的模式
    • 7.2 膜状凝结分析解
    • 7.3 膜状凝结的影响因素及其传热强化
    • 7.4 沸腾传热的模式
    • 7.5 大容器沸腾传热的实验关联式
    • 7.6 沸腾传热的影响因素及其强化
  • 8 热辐射基本定律
    • 8.1 热辐射现象的基本概念
    • 8.2 黑体辐射的基本定律
    • 8.3 固体和液体的辐射特性
    • 8.4 气体的辐射特性及计算
    • 8.5 实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系
    • 8.6 太阳与环境辐射
  • 9 辐射传热的计算
    • 9.1 辐射传热的角系数
    • 9.2 两表面封闭系统的辐射传热
    • 9.3 多表面系统的辐射传热
    • 9.4 辐射传热的控制
  • 10 换热器的热计算
    • 10.1 传热过程的分析和计算
    • 10.2 换热器的类型
    • 10.3 换热器传热过程的平均温差
    • 10.4 间壁式换热器的热设计
大容器沸腾传热的实验关联式

沸腾传热也是对流传热的一种,因此,牛顿冷却公式仍然适用,但对于沸腾传热的h却又许多不同的计算公式

影响核态沸腾的因素主要是过热度和汽化核心数,而汽化核心数受表面材料、表面状况、压力等因素的支配,所以沸腾换热的情况比较复杂,导致了个计算公式分歧较大。目前存在两种计算是:

( 1 )针对一种液体的计算公式; 

( 2 )广泛适用于各种液体的计算式。 

一、大容器饱和核态沸腾的无量纲关联式

罗森诺认为,核态沸腾传热之所以强烈,是由于气泡的产生与脱离造成了强烈的扰动。在这种思路下,通过大量实验得出了如下实验关联式:



沸腾传热中热流密度与传热温差之间有非常复杂的依变关系,表面传热系数必然随温差发生剧烈的变化。

应用上式的关键是系数CWl的取值,是一个纯经验参数,取决于固体表面的性质以及沸腾液体的性质,由实验确定。

二、大容器饱和沸腾临界热负荷计算式

对于大容器沸腾的临界热流密度的计算,推荐采用如下半经验公式:

三、大容器饱和液体膜态沸腾传热计算式

膜态沸腾中,气膜的流动和传热在许多方面类似于膜状凝结中液膜的流动和传热,适宜用简化的边界层作分析。对于横管的膜态沸腾,有表面传热系数

由于膜态传热时,壁面温度一般较高,因此,有必要考虑热辐射传热的影响,它的影响有两部分,一是直接增加了传热量,另一个是增大了汽膜厚度,从而减少了传热量。因此,必须综合考虑热辐射效应。