化工基礎(chǔ)4.1-化工生產(chǎn)中傳熱過(guò)程91905

化工基礎(chǔ)教學(xué)目的：重點(diǎn)：第四章傳熱過(guò)程了解學(xué)習(xí)傳熱過(guò)程的意義，掌握傳熱的一些基本物理量。傳熱中的一些基本物理量§4.1概述4.1化工生產(chǎn)中的傳熱過(guò)程及常見(jiàn)換熱器

1．化工生產(chǎn)中的傳熱過(guò)程

單元操作中的蒸發(fā)、精餾、干燥等過(guò)程也需要按一定速率供給熱量或移走熱量；設(shè)備和管道在高溫或低溫下運(yùn)行，盡量減少它們與外界的傳熱，就需要保溫；傳熱過(guò)程不但為化工生產(chǎn)過(guò)程提供了必要的溫度條件，保證了過(guò)程的熱量平衡，滿(mǎn)足了生產(chǎn)的要求，而且也是化學(xué)工業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)環(huán)境的重要措施。系統(tǒng)內(nèi)由于溫度的差異使熱量從高溫向低溫轉(zhuǎn)移的過(guò)程稱(chēng)之為熱量傳遞過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)傳熱過(guò)程。

化工生產(chǎn)對(duì)傳熱的要求有兩類(lèi)，一是要求熱量的傳遞速率要高，目的是增大設(shè)備的傳熱強(qiáng)度、提高生產(chǎn)能力或減小設(shè)備尺寸、降低生產(chǎn)費(fèi)用；另一類(lèi)則是要求盡量避免熱量傳遞，需要采用隔熱等方法減小傳熱速率?；どa(chǎn)中傳熱主要運(yùn)用于：①應(yīng)用于生產(chǎn)中原料的加熱、成品的冷卻或冷凝。②應(yīng)用于控制化學(xué)反應(yīng)所需要的一定溫度范圍而采取的加熱、冷卻或保溫。③應(yīng)用于某些稀溶液的加熱、蒸發(fā)結(jié)晶、干燥等操作或某些濃溶液的冷卻。④應(yīng)用于生產(chǎn)中熱量的合理利用和廢熱回收，以節(jié)省熱能。傳熱過(guò)程也分為定態(tài)傳熱和非定態(tài)傳熱兩種，換熱器傳熱面上各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而改變的過(guò)程稱(chēng)為定態(tài)傳熱，反之，稱(chēng)為不定態(tài)傳熱。定態(tài)傳熱：在傳熱體系中各點(diǎn)的溫度只隨換熱器的位置的變化而變，不隨時(shí)間而變．特點(diǎn)：通過(guò)傳熱表面的傳熱速率為常量.非定態(tài)傳熱：若傳熱體系中各點(diǎn)的溫度，既隨位置的變化，又隨時(shí)間變化。特點(diǎn)：傳熱速率、熱通量均為變量。

通常連續(xù)生產(chǎn)多為穩(wěn)定傳熱，間歇操作多為不穩(wěn)定傳熱?；み^(guò)程中連續(xù)生產(chǎn)是主要的，因而我們主要討論定態(tài)傳熱。換熱方式

工業(yè)上的傳熱過(guò)程中，冷流體和熱流體的接觸有三種方式。

在這類(lèi)傳熱中，冷、熱流體在傳熱設(shè)備中通過(guò)直接混合的方式進(jìn)行熱量交換，又稱(chēng)為混合式傳熱。

優(yōu)點(diǎn)：方便和有效，而且設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，常用于熱氣體的水冷或熱水的空氣冷卻。

缺點(diǎn)：在工藝上必須允許兩種流體能夠相互混合。①直接接觸式傳熱②

間壁式傳熱

在多數(shù)情況下，化工工藝上不允許冷熱流體直接接觸，故直接接觸式傳熱和蓄熱式傳熱在工業(yè)上并不很多，工業(yè)上應(yīng)用最多的是間壁式傳熱過(guò)程。這類(lèi)換熱器的特點(diǎn)是在冷、熱兩種流體之間用一金屬壁(或石墨等導(dǎo)熱性能好的非金屬壁)隔開(kāi)，以便使兩種流體在不相混合的情況下進(jìn)行熱量傳遞。這類(lèi)換熱器中以套管式換熱器和列管式換熱器為典型設(shè)備。

這種傳熱方式是冷、熱兩種流體交替通過(guò)同一蓄熱室時(shí)，即可通過(guò)填料將從熱流體來(lái)的熱量，傳遞給冷流體，達(dá)到換熱的目的。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可耐高溫，常用于氣體的余熱或冷量的利用。

缺點(diǎn)：由于填料需要蓄熱，所以設(shè)備的體積較大，且兩種流體交替時(shí)難免會(huì)有一定程度的混合。③蓄熱式傳熱傳導(dǎo)傳熱

系統(tǒng)溫度較高部分的粒子因熱運(yùn)動(dòng)與相鄰的粒子碰撞將熱量傳遞給溫度較低粒子的過(guò)程稱(chēng)為傳導(dǎo)傳熱，簡(jiǎn)稱(chēng)熱傳導(dǎo)或?qū)?。在同一物體內(nèi)或緊密相連的不同物體之間，只要存在溫度差，熱量就會(huì)從溫度高的部分傳至溫度低的部位?？梢?jiàn)熱傳導(dǎo)不僅發(fā)生在固體中，同時(shí)也是流體內(nèi)的一種傳熱方式。

在靜止流體內(nèi)部以及在作層流運(yùn)動(dòng)的流體層中垂直于流動(dòng)方向上的傳熱，是憑借流體分子的振動(dòng)碰撞來(lái)實(shí)現(xiàn)的，換言之，這兩類(lèi)傳熱過(guò)程也應(yīng)屬于傳導(dǎo)的范疇。所以說(shuō)：固體和靜止流體中的傳熱以及作層流運(yùn)動(dòng)的流體層中垂直于流動(dòng)方向上的傳熱均屬于傳導(dǎo)傳熱。很顯然，傳導(dǎo)過(guò)程的特點(diǎn)是：在傳熱過(guò)程中傳熱方向上無(wú)質(zhì)點(diǎn)的宏觀(guān)遷移。熱量傳遞的基本方式有傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱三種。2．傳熱基本方式

對(duì)流傳熱流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞，稱(chēng)為對(duì)流傳熱

對(duì)流只能發(fā)生在流體中。強(qiáng)制對(duì)流

自然對(duì)流

用機(jī)械能（泵、風(fēng)機(jī)等）使流體發(fā)生對(duì)流而傳熱。由于流體各部分溫度的不均勻分布，形成密度的差異，在浮升力的作用下，流體發(fā)生對(duì)流而傳熱

熱輻射

熱輻射是一種通過(guò)電磁波來(lái)傳遞熱量的方式。具體地說(shuō)，物體先將熱能轉(zhuǎn)變成輻射能，以電磁波的形式在空中進(jìn)行傳送，當(dāng)遇到另一個(gè)能吸收輻射能的物體時(shí)，即被其部分或全部吸收并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，從而?shí)現(xiàn)傳熱。根據(jù)赫爾－波爾茲曼定律：凡溫度高于絕對(duì)零度的物體均具有將其本身的能量以電磁波的方式輻射出去，同時(shí)有接受電磁波的能力，且物體的輻射能力大致與物體的絕對(duì)溫度的4次方成正比。其特點(diǎn)是不需要任何傳熱介質(zhì)，可在真空中傳遞。

實(shí)際生產(chǎn)中的傳熱過(guò)程很少是以一種方式進(jìn)行，而是兩種或三種基本方式的聯(lián)合，如間壁式換熱就是熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)的串聯(lián)過(guò)程。3．間壁式換熱器間壁式換熱器中，熱量自熱流體傳給冷流體的過(guò)程包括三個(gè)步驟：①熱流體將熱量傳到壁面一側(cè)；②熱量通過(guò)固體壁面的熱傳導(dǎo)；③壁面的另一側(cè)將熱量傳給冷流體。即給熱一導(dǎo)熱一給熱的串聯(lián)過(guò)程。依傳熱面的結(jié)構(gòu)可分為管式換熱器和板式換熱器。管式換熱器的傳熱面是由管子做成的，包括套管式、列管式、蛇管式、噴淋式和翅片管式等；板式換熱器的傳熱面是由板材做成的，包括夾套式、螺紋板式、螺旋板式等。換熱器的外形換熱器的管束圖4－1為簡(jiǎn)單的套管換熱器

套管式換熱器1—內(nèi)管2—外管套管式換熱器由直徑不同的兩根圓管組成的同心套管。一種流體在內(nèi)管中流動(dòng)，另一種流體在套管的環(huán)隙中流動(dòng)，兩流體是通過(guò)內(nèi)管壁面進(jìn)行換熱。優(yōu)點(diǎn)：采用標(biāo)準(zhǔn)管子與管件。構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工方便，排數(shù)和程數(shù)伸縮性大，可距需要增減。適當(dāng)?shù)剡x擇內(nèi)、外管的直徑，可使兩種流體都達(dá)到較高流速，從而提高傳熱系數(shù)；兩流體可始終以逆流方向流動(dòng)，平均溫度差最大。缺點(diǎn)：接頭多易泄漏，占地面積大，單位面積消耗金屬量大。列管式換熱器為了改變套管式換熱器傳熱面積小，設(shè)備不緊湊的狀況，常將若干細(xì)管組成的管束放在一大的外管中，這種換熱器稱(chēng)為列管式換熱器一種流體由封頭的進(jìn)口管進(jìn)入，流經(jīng)封頭與管板的空間分配至各管內(nèi)，從另一端封頭的出口管流出。另一種流體則由殼體的接管流入，在殼體與管束間的空隙流動(dòng)中通過(guò)管束表面與管束內(nèi)流體換熱，然后從殼體的另一端接管排出。為增加流體湍動(dòng)程度，通常殼體內(nèi)安裝若干與管束垂直的折流檔板。流體流經(jīng)管束的過(guò)程，稱(chēng)為流經(jīng)管程，將該流體稱(chēng)為管程(管方)流體；流體流經(jīng)殼體環(huán)隙的過(guò)程，稱(chēng)為流經(jīng)殼程，將該流體稱(chēng)為殼程(殼方)流體。

圖4—2為單程列管式換熱器。圖4—3為雙程列管式換熱器。若流體只在管程內(nèi)流過(guò)一次的，稱(chēng)為單管程；只在殼程內(nèi)流過(guò)一次的，稱(chēng)為單殼程。若列管換熱器的傳熱面積較大，而需要的管數(shù)很多時(shí)，有時(shí)流體在管內(nèi)的流速便較低，結(jié)果使流體的對(duì)流傳熱系數(shù)減小。為了提高管程流速，可在換熱器封頭內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子平均分成若干組，流體在管束內(nèi)來(lái)回流過(guò)多次后排出，稱(chēng)為多(管)程列管式換熱器，如圖示。程數(shù)增多，雖然提高了管內(nèi)流體的流速，增大了管內(nèi)的對(duì)流傳熱系數(shù)，但同時(shí)也使流動(dòng)阻力增大，平均溫度差降低。此外，設(shè)置隔板后占去部分布管面積而減少了傳熱面積。因此，程數(shù)不宜過(guò)多，一般為雙程、四程、六程。傳熱中的一些基本物理量和單位1、熱量Q：?jiǎn)挝唬簁g·m2·s-2，Nm，J，cal，kcal1cal=4.186J2、熱流量（傳熱速率）Φ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳遞的熱量。單位：W，kcal·h-11kcal·h-1=1.163W3、傳熱強(qiáng)度q：?jiǎn)挝唬篧·m-2

，kg·s-3單位時(shí)間單位面積傳遞的熱量。也叫熱流密度?！?.2傳導(dǎo)傳熱教學(xué)目的：重點(diǎn)：掌握傳導(dǎo)傳熱的機(jī)理，以及傳導(dǎo)傳熱的基本方程及其應(yīng)用。傳導(dǎo)傳熱的機(jī)理難點(diǎn)：傳導(dǎo)傳熱的基本方程1.熱傳導(dǎo)基本方程——傅里葉定律當(dāng)均勻物體兩側(cè)有溫度差(t1一t2)時(shí)，熱量以傳導(dǎo)的方式,由高溫向低溫傳遞。單位時(shí)間物體的導(dǎo)熱量dQ／dτ與導(dǎo)熱面積A和溫度梯度dt／dδ呈正比。寫(xiě)為等式：

如圖4－4所示，1）傅里葉定律上式稱(chēng)為傅里葉（Fourier）定律。定態(tài)傳熱時(shí)：

=

dt／dδ——溫度梯度，K·m-1，表示傳熱方向上因距離而引起溫度變化的程度；

A—導(dǎo)熱面積，m2；λ—比例系數(shù)，熱導(dǎo)率，也稱(chēng)為導(dǎo)熱系數(shù)，W·m-1·K-1。負(fù)號(hào)是因?yàn)闊崃總鬟f方向與溫度升高方向相反。導(dǎo)熱系數(shù):是物質(zhì)導(dǎo)熱性能的標(biāo)志，是物理性質(zhì)之一。一般來(lái)說(shuō)：

λ金屬>λ非金屬固體>λ液體>λ氣體.導(dǎo)熱系數(shù)λ的值越大，表示其導(dǎo)熱性能越好λ的物理意義為：當(dāng)溫度梯度為1K/m時(shí)，每秒鐘通過(guò)1m2的導(dǎo)熱面積而傳導(dǎo)的熱量，其單位為W/m·K或W/m·℃。金屬2.3～420w/m·K建筑材料0.25～3w/m·K液體0.09～0.6w/m·K

氣體0.006～0.4w/m·K2）導(dǎo)熱系數(shù)：λ數(shù)值的大小與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、密度等有關(guān)。λ數(shù)值的大小也與外界條件溫度、壓力等有關(guān)。（金屬）﹥（非金屬）（固體）﹥（液體）﹥（氣體）（緊密）﹥（疏松）2．間壁式換熱器壁面的熱傳導(dǎo)

平面壁指間壁幾何結(jié)構(gòu)為平面的傳熱面，特點(diǎn)是沿傳熱方向?qū)崦娣eA不發(fā)生變化。

如圖4—5所示的單層平面壁，在定態(tài)傳熱條件下，其熱導(dǎo)率不隨時(shí)間發(fā)生變化，傳熱面的溫度沿垂直于壁面的熱量傳遞方向變化、但不隨時(shí)間變化。

（1）平面壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)Φ=Q/τ=λA/δ

=Δt/R

=

=

式中δ/λA──稱(chēng)為熱阻，記作R,K·W-1圓筒壁面熱傳導(dǎo)的特點(diǎn)是傳熱面積A沿?zé)崃總鬟f方向而變化，即傳熱面積A隨圓筒的半徑而變化。

（2）圓筒壁的定態(tài)熱傳導(dǎo)依據(jù)：過(guò)程速率＝過(guò)程推動(dòng)力/過(guò)程阻力，單層平面壁的熱流量也可寫(xiě)為由傅里葉公式如圖所示，熱量由管內(nèi)壁面向管外壁面定態(tài)傳導(dǎo)，考察厚度為dr的薄層，由博里葉定律得：

Φ=-λAdt／dδ=-λ2πrl

積分：

整理得：∵=r2—r1又可改寫(xiě)為：＝

為半徑的對(duì)數(shù)平均值，

為圓筒壁厚

圓筒壁面的半徑較大且其厚度較薄時(shí)，可以用算術(shù)平均值取代對(duì)數(shù)平均值計(jì)算圓筒壁的rm和Am。

當(dāng)r2/r1<2時(shí)可用算術(shù)平均半徑代替：rm=(r1+r2)/2——圓筒壁的導(dǎo)熱熱阻

如圖所示為三層不同材料組成的復(fù)合平面壁。定態(tài)導(dǎo)熱時(shí)各分層的傳熱速率分別為：第一層（3）多層壁面的定態(tài)熱傳導(dǎo)第二層第三層因A1=A2=A3=A,定態(tài)熱傳導(dǎo)時(shí),上三式加和后得可以看出，過(guò)程的總推動(dòng)力為各層推動(dòng)力之和，總阻力為各層熱阻之和，即對(duì)多層壁面的定態(tài)熱傳導(dǎo)，傳熱推動(dòng)力和傳熱阻力具有加和性。由過(guò)程分析還可得到：多層壁面的定態(tài)熱傳導(dǎo)，各分層溫度降與該層的熱阻呈正比。根據(jù)以上關(guān)系也可以求得兩層壁交界處的溫度或任何一點(diǎn)的溫度.各層交界面上的溫度求取：

或或推廣到n層平壁有：

多層平壁導(dǎo)熱是一種串聯(lián)的導(dǎo)熱過(guò)程，串聯(lián)導(dǎo)熱過(guò)程的推動(dòng)力為各分過(guò)程溫度差之和，即總溫度差，總熱阻為各分過(guò)程熱阻之和，也就是串聯(lián)電阻疊加原則。

多層圓筒壁的熱流量式為：

或例:有一鍋爐墻,有下列三種材料組成,耐火磚λ1=1.4w.m-1.c-1，＆1=225mm，保溫磚λ2=0.15w.m-1.c-1,＆2=115mm,建筑磚λ3=0.8w.m-1.c-1＆3=225mm,今測(cè)得其內(nèi)壁溫度為930℃,外壁溫度為55℃,求每秒鐘每平方米壁面損失的熱量,并求出各層接觸面上的溫度。例

Φ38×2.5mm的水蒸氣管（鋼的λ=50W.m-1.k-1

）包有隔熱層。第一層是40mm厚的礦渣棉(λ=0.07W.m-1.k-1)，第二層是20mm厚的石棉泥（λ=0.15W.m-1.k-1

）。若管內(nèi)壁溫度為140℃

，石棉泥外壁溫度為30℃

。試求每米管長(zhǎng)的熱損失速率。若以同量的石棉作內(nèi)層，礦渣棉作外層時(shí)，情況如何？試作比較。解：由題意得：d1=0.033d2=0.038d3=0.118d4=0.158λ=1=50λ=0.07λ=0.15t1=140℃t4=30℃若以同量(即相同體積)的石棉作內(nèi)層，礦渣棉作外層，根據(jù)體積關(guān)系得：d1=0.033d2=0.038d3=0.112d4=0.158λ=1=50λ2=0.15λ3=0.07t1=140t4=30第一層第二層第三層Φ/l交換前0.0028216.191.94638.1交換后0.002827.2064.91657.0

導(dǎo)熱系數(shù)小的材料應(yīng)用于內(nèi)層。

金屬管的熱阻很小，可以忽略?！?.3對(duì)流傳熱教學(xué)目的：重點(diǎn)難點(diǎn)：了解對(duì)流傳熱的機(jī)理掌握對(duì)流傳熱的基本方程以及各種情況下給熱系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式對(duì)流傳熱的機(jī)理和對(duì)流傳熱的基本方程了解沸騰和冷凝時(shí)傳熱膜系數(shù)

過(guò)程分析（1）層流邊界層（層流內(nèi)層）內(nèi)：熱傳導(dǎo)，熱阻大；（2）過(guò)渡區(qū)：熱傳導(dǎo)與對(duì)流傳熱共同起作用；（3）湍流區(qū)：充滿(mǎn)漩渦，混合很好，對(duì)流為主，熱阻小。1、對(duì)流傳熱機(jī)理流體沿固體壁面的流動(dòng)滯流內(nèi)層過(guò)渡區(qū)湍流主體流體分層運(yùn)動(dòng)，相鄰層間沒(méi)有流體的宏觀(guān)運(yùn)動(dòng)。（在垂直于流動(dòng)方向上不存在熱對(duì)流，該方向上的熱傳遞僅為流體的熱傳導(dǎo)。該層中溫度差較大，即溫度梯度較大。）熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)作用大致相同，在該層內(nèi)溫度發(fā)生較緩慢的變化。溫度梯度很小，各處的溫度基本相同。

對(duì)流傳熱是流體流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的熱量傳遞.工業(yè)過(guò)程的流動(dòng)多為湍流狀態(tài)，湍流流動(dòng)時(shí)，流體主體中質(zhì)點(diǎn)充分?jǐn)_動(dòng)與混合，所以在與流體流動(dòng)方向垂直的截面上，流體主體區(qū)的溫度差很小。由于壁面的約束和流體內(nèi)部的摩擦作用，在緊靠壁面處總存在滯流底層，故主要熱阻及溫度差都集中在滯流底層。強(qiáng)制湍流的情況分析如下：如圖為熱流體與壁面對(duì)流傳熱及壁面與冷流體的對(duì)流傳熱，工程上將湍流主體和過(guò)渡區(qū)的熱阻予以虛擬，折合為相當(dāng)厚度為δt的滯流底層熱阻，流體與壁面之間的溫度變化可認(rèn)為全部發(fā)生在厚度為δt的一個(gè)膜層內(nèi)，通常將這一存在溫度梯度的區(qū)域稱(chēng)為傳熱邊界層。傳熱邊界層以外，溫度是一致的、沒(méi)有熱阻.式中λ——流體的熱導(dǎo)率，

δt——傳熱邊界層厚度，m；

ΔT——對(duì)流傳熱溫度差，

或

將湍流狀態(tài)復(fù)雜的對(duì)流傳熱歸結(jié)為通過(guò)傳熱邊界層的熱傳導(dǎo)，用熱傳導(dǎo)基本方程來(lái)描述對(duì)流傳熱過(guò)程實(shí)際上對(duì)流傳熱過(guò)程：

物理意義

是指當(dāng)流體主體與壁面間的溫度差為1K時(shí),每秒通過(guò)1m2壁面所傳給流體(或有流體給出)的熱量。該式稱(chēng)為牛頓（Newton）冷卻定律或給熱方程，就是：固體對(duì)流體的給熱傳熱速率Φ，與壁面積A成正比，與壁面和流體間的溫度差Δt成正比。h為表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),或稱(chēng)為對(duì)流傳熱系數(shù)，亦稱(chēng)給熱系數(shù)，單位為對(duì)流給熱強(qiáng)度的標(biāo)志。

2.對(duì)流傳熱系數(shù)的影響因素及其求取

影響h的因素很多，主要有以下幾個(gè)方面：①流體的種類(lèi)和性質(zhì)②流體的流動(dòng)形態(tài)滯流、過(guò)渡流或湍流時(shí)h各不相同。當(dāng)流體種類(lèi)確定后，根據(jù)溫度、壓力（氣體）查對(duì)應(yīng)的物性，影響h較大的物性有：，，，cp。滯流：熱流主要依靠熱傳導(dǎo)的方式傳熱。由于流體的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬的導(dǎo)熱系數(shù)小得多，所以熱阻大。

湍流：質(zhì)點(diǎn)充分混合且滯流底層變薄，h較大。但Re，動(dòng)力消耗大。④傳熱壁面的形狀、排列方式和尺寸③流體的對(duì)流狀態(tài)強(qiáng)制對(duì)流較自然對(duì)流時(shí)h為大。自然對(duì)流：由于流體內(nèi)部存在溫差引起密度差形成的浮升力，造成流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的上升和下降運(yùn)動(dòng)，一般u較小，h也較小。強(qiáng)制對(duì)流：外力作用引起的流動(dòng)運(yùn)動(dòng)，一般u較大，故h較大。不同的壁面形狀、尺寸影響流型；會(huì)造成邊界層分離，產(chǎn)生旋渦，增加湍動(dòng)，使h增大。

（1）形狀：比如管、板、管束等；

（2）大?。罕热绻軓胶凸荛L(zhǎng)等；

（3）位置：比如管子得排列方式（如管束有正四方形和三角形排列）；管或板是垂直放置還是水平放置。

工程上采用量綱分析的方法，將影響h諸多因素歸納為較少的幾個(gè)量綱為一的特征數(shù)群，確定這些特征數(shù)在不同情況下的相互聯(lián)系，從而得到經(jīng)驗(yàn)性的關(guān)聯(lián)公式。（1）流體無(wú)相變過(guò)程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的求取描述對(duì)流傳熱過(guò)程的特征數(shù)關(guān)系為：各特征數(shù)的含義如下表4-1所示影響h的主要因素可用下式表示：流體在圓形直管內(nèi)作強(qiáng)制湍流時(shí)，對(duì)于低粘度流體，則有m=0.4被加熱m=0.3被冷卻應(yīng)用范圍：Re＞10000；0.6＜Pr＜160；長(zhǎng)徑比L／d＞50，適用于低粘度流體,且過(guò)程中無(wú)相變化。定性溫度：取流體進(jìn)、出口溫度的算術(shù)平均值。特征尺寸：取為管內(nèi)徑de。

液體通過(guò)固體壁面被加熱的對(duì)流傳熱過(guò)程中，若伴有液相變?yōu)闅庀啵丛谝合鄡?nèi)部產(chǎn)生氣泡或氣膜的過(guò)程稱(chēng)為液體沸騰，又稱(chēng)沸騰傳熱。（2）流體有相變過(guò)程的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)化工生產(chǎn)中多見(jiàn)的相變給熱是液體受熱沸騰和飽和水蒸氣的冷凝。①液體的沸騰液體沸騰

大容積沸騰

管內(nèi)沸騰

液體在一定壓差作用下，以一定的流速流經(jīng)加熱管時(shí)所發(fā)生的沸騰現(xiàn)象。管內(nèi)沸騰時(shí)，管壁上所產(chǎn)生的汽泡被管內(nèi)液體裹挾與其一起流動(dòng)，管內(nèi)造成了復(fù)雜的兩相流動(dòng)。這種沸騰的機(jī)理更為復(fù)雜。將加熱壁面沉浸在無(wú)強(qiáng)制對(duì)流的液體中所發(fā)生的沸騰現(xiàn)象。圖4-9水的沸騰曲線(xiàn)液體沸騰的情況因固體壁面溫度tw與液體飽和溫度ts之間的差值而變化，圖4—9為水的沸騰曲線(xiàn)：當(dāng)?t較小時(shí)，?t?5℃時(shí)，此時(shí)緊貼加熱