3-4对流传热

洪泽职教中心理论课教案

课题序号 授课课时 授课章节 对流传热 名 称 使用教具 1.掌握流体在壁面两侧流动特点及温度分布特点 2.掌握牛顿冷却定律及其应用 教学目的 3.掌握对流传热系数 1.流体在壁面两侧流动特点及温度分布特点 教学重点 2.掌握牛顿冷却定律及其应用 对流传热系数的影响因素 教学难点 更新、补充、删节内容 课外作业 教学后记 2 授课班级 授课形式 新授

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教 学 过 程 主 要 教 学 内 容 及 步 骤 二次备课 一、对流传热 在间壁式换热器内，热量自热流体传至固体壁面，或自固体 壁面传至冷流体，传热方式既有对流又伴随热传导，工程上把流 体与壁面之间的热量传递统称为对流传热，又称给热。 （1）对流传热的温度分布 当流体沿壁面作湍流流动时，在靠近壁面处总有一层流内层存在，在层流内层和湍流主体之间有一过渡层，如图3-15所示。 图3-15 对流传热温度分布 在湍流主体内，热量传递主要依靠涡流传热，其热阻很小，传热速率极快。而在层流内层中，热量传递主要依靠热传导进行。 由于流体的导热系数很小，故热阻主要集中在层流内层中，即温度差也主要集中在该层内。因此，减薄层流内层的厚度是强化对流传热的重要途径。

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教 学 过 程 主 要 教 学 内 容 及 步 骤 （2）对流传热的基本方程——牛顿冷却定律 二次备课 ?t （3-7） Q??A?t=R 式中 Q——对流传热速率，W； ，?——对流传热膜系数（或对流传热系数、给热系数）W/（m2·K）； A——对流传热面积，m2； Δt——流体与壁面间温度差的平均值，℃。当流体被加热时，Δt＝t壁－t；当流体被冷却时，Δt＝t－t壁； R＝1/(?A)——对流传热热阻，K/W。 从牛顿冷却定律可以看出，在传热面积和流体与壁面间温度差一定的情况下，增大对流传热膜系数?，便可以提高对流传热速率。 （3）对流传热膜系数? ?越大，说明对流强度越大，对流传热热阻越小。影响?的 因素： ① 对流的成因 ② 流体的性质 ③相变情况 有相变时流体的?较无相变时的为大。 ④流体的运动状态 流体的湍动程度越高，层流内层的厚度越薄，?越大。 ⑤传热壁面的形状、布置及尺寸

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教 学 过 程 主 要 教 学 内 容 及 步 骤 （3）提高对流传热系数的措施; 二次备课 ① 无相变时的对流传热：增大流速和减小管径（增大流速更有 效）、不断改变流体的流动方向， ②有相变时的对流传热：及时排除冷凝液和不凝性气体