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对流传热

补充:0  浏览:4776  发布时间:2012-8-21
  依靠流体微团的宏观运动而进行的热量传递。这是热量传递的三种基本方式之一。化工生产中处理的物料大部分是流体,流体的加热和冷却都包含对流传热。在化工生产中,对流传热在习惯上专指流体与温度不同于该流体的固体壁面直接接触时相互之间的热量传递。这实际上是对流传热和热传导两种基本传热方式共同作用的传热过程。例如间壁式换热器中的流体与间壁侧面之间的热量传递,反应器中固体物料或催化剂与流体之间的热量传递,都是这样的传热过程。
  类型
  按流体在传热过程中有无相态变化,对流传热分两类:①无相变对流传热。流体在换热过程中不发生蒸发、凝结等相的变化,如水的加热或冷却。
  根据引起流体质点相对运动的原因,对流传热又分自然对流和强制对流。
  自然对流是由于流体内各部分密度不同而引起的流动(如散热器旁热空气的向上流动);
  强制对流是流体在外力(如压力)作用下产生的流动。强制对流时流体流速高,能加快热量传递,因而工程上广泛应用;
  有相变对流传热,流体在与壁面换热过程中,本身发生了相态的变化。这一类对流传热包括冷凝传热和沸腾传热。
  对流传热的强化
  由牛顿冷却定律可知,任何可提高传热分系数以及增大传热面积和温度差的措施,都能提高热流量。在工业生产中,物料温度由工艺决定,加热和冷却介质的温度又受技术和经济上的限制,因之传热温度差的增加通常是受限制的。在增大传热面积方面,可采用波纹板、翅片管、螺纹管、小直径管等,借以提高单位体积内的传热面积。而提高对流传热分系数,是强化对流传热最基本的方法。无相变对流传热时,热阻集中在层流底层,增强流体湍动或直接在层流底层中产生干扰,以减薄层流底层的厚度,是提高传热分系数的有效方法。提高对流传热分系数的措施包括增加壁面粗糙度,管内设置添加物(如插入螺旋圈片),气流中加入固体细粒,利用喷嘴产生射流等。有相变对流传热的机理与无相变的不同,需采取不同措施进行强化(见沸腾传热、冷凝传热)。

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