传热学章熙民.doc

第六章
6-17 黄铜管式冷凝器内径12.6mm，管内水流速1.8m/s，壁温维持80℃，冷却水进出口温度分别为28℃和34℃，管长l/d>20，请用不同的关联式计算表面传热系数。
解：常壁温边界条件，流体与壁面的平均温差为
冷却水的平均温度为
由附录3查物性，水在tf及tw下的物性参数为：
tf=31℃时, λf＝0.6207 W/(m·K), νf=7.904×10-7m2/s,
Prf=5.31, μf=7.8668×10-4N s/m2
tw=80℃时, μw=3.551×10-4N s/m2。所以

水在管内的流动为紊流。
用Dittus-Boelter公式，液体被加热

用Siede-Tate公式

6-21 管式实验台，管内径0.016m，长为2.5m，为不锈钢管，通以直流电加热管内水流，电压为5V，电流为911.1A，进口水温为47℃，水流速0.5m/s，试求它的表面传热系数及换热温度差。（管子外绝热保温，可不考虑热损失）
解：查附录3，进口处47℃水的密度为

质量流量为

不考虑热损失，电能全部转化为热能被水吸收

水的随温度变化不大，近似取50℃时的值4.174kJ/kg.K计算

常热流边界，水的平均温度

查附录3饱和水物性表得：

采用迪图斯-贝尔特公式

壁面常热流时，管壁温度和水的温度都随管长发生变化，平均温差

6-35 水横向掠过5排叉排管束，管束中最窄截面处流速u=4.87m/s， 平均温度tf=20.2℃，壁温tw=25.2℃， 管间距， d = 19 mm, 求水的表面传热系数。
解：由表6-3得知叉排5排时管排修正系数ez=0.92
查附录3 得知，tf = 20.2℃时，水的物性参数如下：
λf ＝ 0.599W/(m·K), νf =1.006×10-6m2/s, Prf =7.02,
而tw=25.2℃时, Prw=6.22。所以

查表6-2（管束平均表面传热系数准则关联式）得：

例6-6 空气横掠叉排管束，管外经d = 25mm, 管长l = 1.5m，每排有20根管子，共有5排，管间距为S1 =50mm、管排距为S2 = 37mm。已知管壁温度为tw=110℃，空气进口温度为，求空气与壁面间的对流换热系数。
解：对流换热的结果是使空气得到热量温度升高，对流换热系数一定时出口温度就被确定了。目前不知空气的出口温度，可以采用假设试算的方法。先假定出口温度为25℃，则流体的平均温度

查物性参数

空气的最大体积流量为

空气在最小流通截面积

处达到最大速度

表6-3 z = 5排时，修正系数
又
表6-2

对流换热系数

这样大的对流换热系数应该是空气出口温度达到

计算的出口温度与初步设定的值有差异。
再设出口温度为，重复上叙计算过程。

查物性参数

空气的最大体积流量为

最大速度

表6-2

对流换热系数

这样大的对流换热系数应该是空气出口温度达到

这个值与假定值很接近，所以出口温度就是37.7ºC，对流换热系数为。