Thread Content
I. Коэффициент передачи тепла α: согласно закону охлаждения Ньютона: dQ = α A△t. Единицей измерения коэффициента α является Вт/(м²·°C). Физический смысл коэффициента передачи тепла заключается в количестве тепла, которое передается за единицу времени через единицу площади поверхности при разнице температур в 1 К. Эксперименты показали, что факторами, влияющими на коэффициент теплоотдачи, являются: ① скорость потока жидкости: теплопередача в граничном слое является основным фактором, влияющим на процесс конвективной теплопередачи. Очевидно, что увеличение скорости потока позволяет сузить граничный слой теплопередачи, в результате чего α увеличивается и процесс конвективной теплопередачи усиливается. ②Условия конвекции жидкости: используется естественная конвекция или принудительная конвекция. Очевидно, что при принудительной конвекции скорость потока жидкости выше, чем при естественной конвекции. ③Виды жидкостей ； Жидкости, газы, пары. ④Свойства жидкости: на них оказывает значительное влияние удельная теплоемкость жидкости, коэффициент теплопроводности, плотность, вязкость и т. д. У жидкостей с высоким коэффициентом теплопроводности сопротивление теплопередачи в граничном слое меньше, а коэффициент передачи тепла выше. У жидкостей с высокой вязкостью при одинаковой скорости потока число Ре меньше; в результате граничный слой теплопередачи становится более толстым, а коэффициент теплоотдачи снижается. ⑤Форма, положение и размеры поверхности теплообмена: поверхности теплообмена различной формы, такие как круглые трубы, плоские пластины или массивы труб ； Внутри трубы или снаружи? ； Вертикально или горизонтально ； Кроме того, различные диаметры и длины труб также влияют на α. Если обобщить вышеупомянутые факторы, то коэффициент передачи тепла α можно выразить в виде следующего уравнения с неизвестными: α = f(u, d, ρ, μ, t, cp, …). Ситуации при различных процессах передачи тепла сильно различаются, и факторы, влияющие на α, также не всегда одинаковы. Обычно процессы передачи тепла делятся на две категории: 1) процессы передачи тепла без изменения фазы жидкости: 1) передача тепла за счет принудительной конвекции; 2) передача тепла за счет естественной конвекции. 2) процессы передачи тепла с изменением фазы жидкости: 1) передача тепла при конденсации пара; 2) передача тепла при кипении жидкости. Эмпирическая формула для коэффициента передачи тепла при конвекции без изменения фазы: для принудительной турбулентной конвекции в цилиндрической трубе: α = 0,023 * (λ/d) * (ρdu/μ)^0,8 * (cμ/λ)^b. При нагревании жидкости b = 0,4, а при охлаждении – b = 0,3. (Re > 10000, 0,7)