第九章压气机的热力过程.pdf

第9章低温系统中的传热与压降计算基础
传热系数及(摩擦)压降关系式
„ 无因次准则数
„ 单相流体的传热与压降
„
„
„
„
„ 冷凝对流换热
„ 沸腾换热
„ 两相流动压降
„ 绝热两相流摩擦压降
„ 非绝热两相流压降
„ 换热器计算
无因次准则数
普朗特准则数
Pr= μCKP /
2
α 3
传热因子 jH •= Pr
GC p
努谢尔特准则数 Nu=αDe/K
雷诺准则数
Re= DGe / μ
⎛ G 2 ⎞
摩擦因子(管内) fPL= ()Δ/ ⎜⎟
⎝ 2ρDe ⎠
摩擦因子(垂直于管束流动) ΔPN/
f '= 2
Gmax / 2ρ
单相流体的传热与压降
„ 通道内无相变的对流换热
„ 光管内流动的摩擦因子
„ 管外无相变对流换热
„ 管外无相变摩擦因子
通道内无相变的对流换热
„ 直管,层流()Re < 2300
00668./Re()DL P
N 3658. er
u =+ ()23/
1004+ ./Re[]DLer P
„ 直管和盘管,紊流()Re > 3000
−02.
jDHe=+ 023[] 1 35 .() /Dh
光管内流动的摩擦因子
直管内流动的摩擦因子f与Re数的关系
Re数 Re<2300 << 5000Re3000 Re>5000
64 −.200
摩擦因子f f = −.250 = 1840
Re = 3160
螺旋管内流动的摩擦因子f0
Re数 De De De 54
< 40 40 Re << 2000
D ×= ~.Re 101051
h Dh Dh
.180 1
1
摩擦因 f 0 f ⎛ D ⎞ f ⎛ D ⎞ 2
= 1 0 .360 e 0 4 e
= 2880 Re. ⎜⎟+= 07501 Re. ⎜⎟
f f D h f ⎝ Dh ⎠
子f0 ⎝⎠
管外无相变对流换热
流动垂直于管束
−04.
jH =
−04.
jH =
雷诺数定义为 Re= DG0 max / μ
D0为管子外径,Gmax为管间的最大单位面积质量流量,
平均温度 TTTmbw=+12/ ()作为流体的定性温度
管外无相变摩擦因子
流动垂直于管束
n
−−015.
fX'.=+[]0176 032 . LT()X − 1 Re
108.
−−016.
fX'.=+[]10470()T − 1 Re
X T = 横向间距/管子外径;X L = 纵向间距/管子外径,nX=+043../() 113 L
横向间距与纵向间距的定义见图
冷凝对流换热
2 13/ 1
⎛μ⎞−
„ 管外垂直表面上层流膜状凝结换热系数 h⎜⎟=
⎝ Kg32⎠
Re < 1800 ρ
13/
„ 管外垂直表面上湍流膜状凝结换热系数 2
⎛μ⎞ 04.
h⎜ 32⎟= 0077
Re > 1800 ⎝ kgρ⎠
„ 水平管外膜状凝结换热系数 2 13/
⎛μ⎞−13/
h⎜ 32⎟=
⎝ kgρ⎠
„ 管内膜状凝结换热系数
⎡ 038. ⎤
⎛ Pcr ⎞
„ 出口处全部为凝液 hh=+⎢055.. 209⎜⎟⎥
L P
⎣⎢⎝ s ⎠⎦⎥
⎡ 076. 004. ⎤
08. 38. xx 1−()
hh=−+⎢()1 x ⎥
„ 进出口都为两相 L ⎢ 038. ⎥
⎣()PPscr/ ⎦
沸腾换热
„ 低温液体在垂直管内的池沸腾 0455. 7
KC065..μ 035()() Ld// TTq07.
h 397. LLL i cr
= 015. m
⎛⎞⎛ H ⎞
hM07.. 07⎜⎟ 025. ⎜⎟
fg vρσ
„ 低温流体池内核态沸腾关系式⎝ Lv−⎠⎝ L ⎠
ρρ
„ Stephan的关系式
hCq= 0624. ρ Ck0117.
()P ω
„ Clark,池沸腾数据的关系式
12/