5.4.7流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)第5章傳熱過程基礎(chǔ)一、蒸汽冷凝傳熱二、液體沸騰傳熱.5.4對(duì)流傳熱5.4.1對(duì)流傳熱機(jī)理5.4.2熱邊界層及對(duì)流傳熱系數(shù)5.4.3管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析5.4.4對(duì)流傳熱過程的量綱分析5.4.5流體無相變時(shí)的強(qiáng)制對(duì)流5.4.6自然對(duì)流傳熱（選讀）5.4.7流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)第5章傳熱過1.蒸汽冷凝傳熱的方式蒸汽冷凝方式膜狀冷凝√珠狀冷凝凝液潤(rùn)濕壁面，形成一層平滑的液膜。凝液不能潤(rùn)濕壁面，在壁面上雜亂無章地形成小液滴。當(dāng)蒸汽處于比其飽和溫度低的環(huán)境中時(shí)，將會(huì)發(fā)生冷凝。一、蒸汽冷凝傳熱1.蒸汽冷凝傳熱的方式蒸汽膜狀冷凝√珠狀冷凝凝液潤(rùn)濕壁面，形蒸汽冷凝方式滴狀冷凝膜狀冷凝膜狀冷凝一、蒸汽冷凝傳熱蒸汽冷凝方式滴狀冷凝膜狀冷凝膜狀冷凝一、蒸汽冷凝傳熱層流湍流膜狀冷凝膜狀冷凝在壁面上的液體的流動(dòng)，可以是層流，也可以是湍流。一、蒸汽冷凝傳熱層流湍流膜狀冷凝膜狀冷凝在壁面上的液體的流動(dòng)，可以是二、管路的連接管路的連接包括管子與管子、管子與各種管件、閥門及設(shè)備接口等處的連接。目前比較普遍采用的有：承插式連接、螺紋連接、法蘭連接及焊接。二、管路的連接1．承插式連接鑄鐵管、耐酸陶瓷管、水泥管常用承插式連接。管子的一頭擴(kuò)大成鐘形，使一根管子的平頭可以插入。環(huán)隙內(nèi)通常先填塞麻絲或石棉繩，然后塞入水泥、瀝青等膠合劑。它的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便，允許兩管中心線有較大的偏差，缺點(diǎn)是難于拆除，高壓時(shí)不可靠。1．承插式連接2．螺紋連接螺紋連接常用于水、煤氣管。管端有螺紋，可用各種現(xiàn)成的螺紋管件將其連接而構(gòu)成管路。螺紋連接通常僅用于小直徑的水管、壓縮空氣管路、煤氣管路及低壓蒸汽管路。用以連接直管的管件常用的有管箍和活絡(luò)管接頭。2．螺紋連接3．法蘭連接法蘭連接是常用的連接方法。優(yōu)點(diǎn)是裝拆方便，密封可靠，適用的壓強(qiáng)、溫度與管徑范圍很大。缺點(diǎn)是費(fèi)用較高。鑄鐵管法蘭是與管身同時(shí)鑄成，鋼管的法蘭可以用螺紋接合，但最方便還是用焊接法固定。法蘭連接時(shí)，兩法蘭間需放置墊圈起密封作用。墊圈的材料有石棉板、橡膠、軟金屬等，隨介質(zhì)的溫度壓強(qiáng)而定。3．法蘭連接4．焊接連接焊接法較上述任何連接法都經(jīng)濟(jì)、方便、嚴(yán)密。無論是鋼管、有色金屬管、聚氯乙烯管均可焊接，故焊接連接管路在化工廠中已被廣泛采用，且特別適宜于長(zhǎng)管路。但對(duì)經(jīng)常拆除的管路和對(duì)焊縫有腐蝕性的物料管路，以及不允許動(dòng)火的車間中安裝管路時(shí)，不得使用焊接。焊接管路中僅在與閥件連接處要使用法蘭連接。4．焊接連接三、管路的熱補(bǔ)償管路兩端固定，當(dāng)溫度變化較大時(shí)，就會(huì)受到拉伸或壓縮，嚴(yán)重時(shí)可使管子彎曲、斷裂或接頭松脫。因此，承受溫度變化較大的管路，要采用熱膨脹補(bǔ)償器。一般溫度變化在32℃以上，便要考慮熱補(bǔ)償，但管路轉(zhuǎn)彎處有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰Γ灰獌晒潭c(diǎn)間兩臂的長(zhǎng)度足夠，便可不用補(bǔ)償器?；S中常用的補(bǔ)償器有凸面式補(bǔ)償器和回折管補(bǔ)償器。三、管路的熱補(bǔ)償1．凸面式補(bǔ)償器圖2-11凸面式補(bǔ)償器凸面補(bǔ)償器可以用鋼、銅、鋁等韌性金屬薄板制成。圖2-11表示兩種簡(jiǎn)單的形式。管路伸、縮時(shí)，凸出部分發(fā)生變形而進(jìn)行補(bǔ)償。此種補(bǔ)償器只適用于低壓的氣體管路（由真空到表壓為196kPa）。1．凸面式補(bǔ)償器圖2-11凸面式補(bǔ)償器圖2-11凸面式補(bǔ)償器圖2-12回折管補(bǔ)償器圖2-11凸面式補(bǔ)償器圖2-12回折管補(bǔ)償器2．回折管補(bǔ)償器回折管補(bǔ)償器的形狀如圖2-12所示。此種補(bǔ)償器制造簡(jiǎn)便，補(bǔ)償能力大，在化工廠中應(yīng)用最廣?；卣酃芸梢允峭獗砉饣娜鐖D2-12（a）所示，也可以是有折皺的如圖2-12（b）所示。前者用于管徑小于250mm的管路，后者用于直徑大于250mm的管路?；卣酃芎凸苈烽g可以用法蘭或焊接連接。2．回折管補(bǔ)償器四、管路布置的基本原則化工廠的管路為了便于安裝、檢修和操作管理，多數(shù)是明線敷設(shè)的。管路布置應(yīng)考慮到減少基建投資、保證生產(chǎn)操作安全，便于安裝和檢修、節(jié)約動(dòng)力消耗，美觀整齊等。四、管路布置的基本原則

膜狀冷凝：固體壁面被液膜覆蓋，蒸汽冷凝在膜表面進(jìn)行，冷凝潛熱需經(jīng)液膜傳給壁面。傳熱阻力主要集中在液膜層，膜越厚，其冷凝傳熱系數(shù)越小。

珠狀冷凝：壁面大部分直接暴露在蒸汽中，其冷凝傳熱系數(shù)比膜狀冷凝大得多（約10倍）。通常，冷凝的開始階段為珠狀冷凝，然后逐漸轉(zhuǎn)為膜狀冷凝。特點(diǎn):一、蒸汽冷凝傳熱膜狀冷凝：固體壁面被液膜覆蓋，蒸汽冷凝在膜表面進(jìn)行，冷凝液膜雷諾數(shù)2.對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算（1）垂直壁面上膜狀冷凝的傳熱系數(shù)①膜內(nèi)層流流動(dòng)，可用解析法求解蒸汽在飽和溫度下的汽化熱壁面高度蒸汽飽和溫度定性溫度應(yīng)用范圍一、蒸汽冷凝傳熱液膜雷諾數(shù)2.對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算（1）垂直壁面上膜狀冷凝的傳麥克亞當(dāng)斯(McAdams)修正式由上式的計(jì)算的值通常低于實(shí)際值20％，故用下式進(jìn)行修正：式中cp－凝液的比熱容，用tm下的值。羅森奧(Rohsenow)建議用代替上式的：一、蒸汽冷凝傳熱麥克亞當(dāng)斯(McAdams)修正式由上式的計(jì)算的值液膜雷諾數(shù)定義凝液的平均流速設(shè)—凝液的流通面積；—潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)度；—凝液的質(zhì)量流率；則一、蒸汽冷凝傳熱液膜雷諾數(shù)定義凝液的平均流速設(shè)—凝液的流通面積；—潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)單位長(zhǎng)度潤(rùn)濕周邊上的凝液質(zhì)量流率令則②膜內(nèi)湍流流動(dòng)（Ref>1800），采用柯克伯瑞德(Kirkbride)經(jīng)驗(yàn)公式定性溫度一、蒸汽冷凝傳熱單位長(zhǎng)度潤(rùn)濕周邊上的凝液質(zhì)量流率令則②膜內(nèi)湍流流動(dòng)（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)①水平單根管外的冷凝一、蒸汽冷凝傳熱（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)①水平單根管外的冷凝一（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)垂直列上的管排數(shù)②水平管束外的冷凝n=3一、蒸汽冷凝傳熱（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)垂直列上的管排數(shù)②水平通常在管殼式冷凝器中，管束在垂直方向上各列的管排數(shù)不等，可用如下平均管排數(shù)nm代替上式中的n：第z

列上的管排數(shù)（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)②水平管束外的冷凝一、蒸汽冷凝傳熱通常在管殼式冷凝器中，管束在垂直方向上各列的管排數(shù)不等，1.液體沸騰傳熱的方式與分類液體沸騰方式池內(nèi)沸騰管內(nèi)沸騰將加熱壁面浸入液體的自由表面之下，液體在壁面受熱沸騰。液體在管內(nèi)流動(dòng)過程中于管內(nèi)壁發(fā)生的沸騰。自然對(duì)流和氣泡的擾動(dòng)強(qiáng)制對(duì)流（強(qiáng)制對(duì)流沸騰）二、液體沸騰傳熱1.液體沸騰傳熱的方式與分類液體沸騰池內(nèi)沸騰管內(nèi)沸騰將加熱壁液體沸騰分類過冷沸騰飽和沸騰加熱壁面溫度高于液體飽和溫度，液體溫度低于其飽和溫度。整體沸騰無論何種沸騰方式，液體沸騰分為兩類加熱壁面溫度高于液體飽和溫度，液體溫度維持其飽和溫度。局部沸騰二、液體沸騰傳熱液體沸騰過冷沸騰飽和沸騰加熱壁面溫度高于液體飽和溫度，液體溫液體沸騰曲線2.液體沸騰曲線AB段：自然對(duì)流區(qū)℃加熱壁面上的流體輕微過熱，液體內(nèi)產(chǎn)生自然對(duì)流，沒有氣泡逸出液面。較低二、液體沸騰傳熱液體沸騰曲線2.液體沸騰曲線AB段：自然對(duì)流區(qū)℃加熱BC段：泡核沸騰區(qū)oC擾動(dòng)劇烈～液體沸騰曲線加熱壁面的某些區(qū)域生成氣泡，其生成速率隨上升而增加，氣泡不斷脫離壁面上升至液體表面而逸出。二、液體沸騰傳熱BC段：泡核沸騰區(qū)oC擾動(dòng)劇烈～液體沸騰曲線加熱壁面液體沸騰曲線CD段：過渡區(qū)oC氣泡生成速率進(jìn)一步加快，部分加熱面被氣膜覆蓋，此時(shí)仍有部分加熱面維持泡核沸騰狀態(tài)。產(chǎn)生液膜附加熱阻～二、液體沸騰傳熱液體沸騰曲線CD段：過渡區(qū)oC氣泡生成速率進(jìn)一步加快DE段：膜狀沸騰區(qū)液體沸騰曲線加熱面上形成的氣泡連成一片，加熱面全部被氣膜覆蓋，形成穩(wěn)定的氣膜。隨的增加，

基本不變，但由于輻射傳熱影響，Q/S又有上升。二、液體沸騰傳熱DE段：膜狀沸騰區(qū)液體沸騰曲線加熱面上形成的氣泡連成3.液體沸騰傳熱的影響因素影響因素液體性質(zhì)溫度差～～～操作壓力～～加熱壁面清潔加熱壁面粗糙加熱壁面～二、液體沸騰傳熱3.液體沸騰傳熱的影響因素影響因素液體溫度～～～操作壓力～～氣－液相界面表面張力液-壁面組合常數(shù)（表5-5）飽和液體定壓質(zhì)量熱容4.沸騰傳熱系數(shù)的計(jì)算（1）

羅森奧(Rohsenow)公式求出Q/S后，再求α。二、液體沸騰傳熱氣－液相界面表面張力液-壁面組合常數(shù)（表5-5）飽和液體定4（2）

莫斯聽斯基(Mostinski)公式臨界壓力對(duì)比壓力應(yīng)用范圍R=0.01～0.9臨界熱通量二、液體沸騰傳熱（2）莫斯聽斯基(Mostinski)公式臨界壓力對(duì)比壓力管束直徑臨界熱通量計(jì)算加熱管長(zhǎng)管外壁總傳熱面積二、液體沸騰傳熱管束臨界熱通量計(jì)算加熱管長(zhǎng)管外壁總傳熱面積二、液體沸騰傳熱5.5輻射傳熱5.5.1基本概念和定律一、黑體、鏡體、透熱體和灰體二、物體的輻射能力三、普朗克定律、斯蒂芬-玻爾茲曼定律及克?；舴蚨?0概述5.4對(duì)流傳熱第5章傳熱過程基礎(chǔ)5.5輻射傳熱5.5.1基本概念和定律一、黑體、鏡體、透輻射的一般定義熱輻射熱射線—物體以電磁波方式傳遞能量的過程稱為輻射;被傳遞的能量稱為輻射能；—因熱的原因引起的電磁波輻射；—波長(zhǎng)0.4～0.8μm的可見光線和波長(zhǎng)0.8～20μm的紅外光線。概述輻射的一般定義熱輻射熱射線—物體以電磁波方式傳遞能量的過程稱熱輻射服從反射和折射定律，在真空和多數(shù)氣體中完全透過，但不能透過多數(shù)固體和液體。入射輻射Q反射QR吸收QA穿透QD概述熱輻射服從反射和折射定律，在真空和多數(shù)氣體中完全透過，輻射能的吸收、反射和透過透過反射吸收總輻射能概述輻射能的吸收、反射和透過透過反射吸收總輻射能概述根據(jù)能量守恒定律，得吸收率反射率透過率量綱為1

量綱為1

量綱為1

概述根據(jù)能量守恒定律，得吸收率反射率透過率量綱為1量綱為1流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)課件D=1，能透過全部輻射能的物體稱為透熱體。一般單原子氣體（如He、Ne）和對(duì)稱的雙原子氣體（如O2、N2和H2等）均可視為透熱體。黑體鏡體透熱體A=1，能全部吸收輻射能的物體稱為黑體或絕對(duì)黑體。R=1，能全部反射輻射能的物體稱為鏡體或絕對(duì)白體。理想物體一、黑體、鏡體、透熱體和灰體D=1，能透過全部輻射能的物體稱為透熱體。一般單原子氣體（如灰體的特點(diǎn)：（1）吸收率

A與輻射線的波長(zhǎng)無關(guān)；（2）不透熱體，即A+R=1

—能以相等的吸收率吸收所有波長(zhǎng)輻射能的物體稱為灰體?；殷w常見的固體材料可均為灰體。一、黑體、鏡體、透熱體和灰體灰體的特點(diǎn)：—能以相等的吸收率吸收所有波長(zhǎng)輻射能的物體稱為灰輻射能力物體在一定溫度下，單位表面積、單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)射的全部波長(zhǎng)的輻射能，稱為該物體在該溫度下的輻射能力。單位為W/m2單色輻射能力單位為W/m3物體發(fā)射特定波長(zhǎng)的能力，稱為單色輻射能力。

—波長(zhǎng)，m或μm。二、物體的輻射能力E輻射能力物體在一定溫度下，單位表面積、單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)射的黑體輻射能力和單色輻射能力之間滿足

黑體輻射能力黑體單色輻射能力（1）二、物體的輻射能力E黑體輻射能力和單色輻射能力之間滿足黑體輻射能力黑體單色輻射1.普朗克（planck）定律式中

該定律揭示了黑體的單色輻射能力隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律，其表達(dá)式為式（2）可畫成如下圖線：（2）三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律1.普朗克（planck）定律式中該定律揭示了黑體的單黑體的單色輻射能力隨溫度及波長(zhǎng)的分布規(guī)律3000-6000K600-1400K三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律黑體的單色輻射能力隨溫度及波長(zhǎng)的分布規(guī)律3000-6000K2.斯蒂芬-玻爾茲曼（Stefan-Boltzman）定律該定律揭示了黑體的輻射能力與其表面溫度的定量關(guān)系。黑體的輻射常數(shù)：將（2）代入（1）積分：W/m2三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律2.斯蒂芬-玻爾茲曼（Stefan-Boltzman）定律3.克希霍夫（kirchhoff）定律設(shè)2塊近距平行平板，1塊的輻射能可全部投到另1板。揭示物體（灰體）的輻射能力E與吸收率A之間的關(guān)系。灰體黑體Q板1：灰體，E1、A1、T1；板2：黑體，E2(=Eb)、A2（=1）、T2三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律3.克希霍夫（kirchhoff）定律設(shè)2塊近距平行平設(shè)因

2

為黑體輻射傳熱通量（板1）：兩板熱平衡時(shí)故灰體黑體Q三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律設(shè)因2為黑體輻射傳熱通量（板1）：兩板熱平衡時(shí)故灰體黑體對(duì)任意灰體，有克?；舴蚨勺⒁馊魏位殷w的輻射能力與吸收率的比值恒等于同溫度下黑體的輻射能力。在任何溫度下，黑體的輻射能力最大。對(duì)于其它物體，物體的吸收率愈大，其輻射能力也愈大。三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律對(duì)任意灰體，有克?；糇⒁馊魏位殷w的輻射能力與吸收率的比值恒等二式聯(lián)立，得C（=AC0）—灰體的輻射系數(shù)。由Stefan-Boltzman定律三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律二式聯(lián)立，得C（=AC0）—灰體的輻射系數(shù)。由Stefan-將同一溫度下，灰體的輻射能力與黑體的輻射能力之比，定義為灰體的黑度，亦稱為灰體的發(fā)射率：黑度三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律將同一溫度下，灰體的輻射能力與黑體的輻射能力之比，定義為比較在同一溫度下，灰體的吸收率和黑度在數(shù)值上相等黑度ε

和物體的性質(zhì)、溫度及表面情況（如表面粗糙度及氧化程度）有關(guān)，一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，常用工業(yè)材料的黑度列于表5-6中。三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律比較在同一溫度下，灰體的吸收率和黑度在數(shù)值上相等黑5.5輻射傳熱

5.5.2兩固體間的輻射傳熱5.5.1基本概念和定律兩固體間之的輻射傳熱.第5章傳熱過程基礎(chǔ)5.5輻射傳熱5.5.2兩固體間的輻射傳熱5.5.1板

1

和板

2

間經(jīng)歷反復(fù)吸收和輻射，直至到E1(E2)被完全吸收為止。設(shè)：兩平行放置的灰體平板，其溫度分別為T1和T2

，在平板間進(jìn)行輻射傳熱。E1A2R1R2E1A2兩固體間之的輻射傳熱板1和板2間經(jīng)歷反復(fù)吸收和輻射，直至到E1(凈輻射傳熱量或無窮級(jí)數(shù)兩固體間之的輻射傳熱凈輻射傳熱量或無窮級(jí)數(shù)兩固體間之的輻射傳熱總輻射系數(shù)由得令則兩固體間之的輻射傳熱總輻射由得令則兩固體間之的輻射傳熱兩灰體間輻射傳熱的結(jié)果，是高溫物體向低溫物體傳遞了能量。幾何因數(shù)(角系數(shù))輻射面積總輻射系數(shù)見表5-10角系數(shù)表示一個(gè)物體表面所發(fā)出的能量被另一物體表面所截獲的分?jǐn)?shù)。兩固體間之的輻射傳熱兩灰體間輻射傳熱的結(jié)果，是高溫物體向低溫物體傳遞了能量。5.5輻射傳熱5.5.4對(duì)流和輻射聯(lián)合傳熱（選讀）5.5.2兩固體間的輻射傳熱5.5.1基本概念和定律5.5.3氣體的輻射傳熱（選讀）第5章傳熱過程基礎(chǔ)5.5輻射傳熱5.5.4對(duì)流和輻射聯(lián)合傳熱（選讀）5.5習(xí)題第5章:13、17、20習(xí)題第5章:13、17、205.4.7流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)第5章傳熱過程基礎(chǔ)一、蒸汽冷凝傳熱二、液體沸騰傳熱.5.4對(duì)流傳熱5.4.1對(duì)流傳熱機(jī)理5.4.2熱邊界層及對(duì)流傳熱系數(shù)5.4.3管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析5.4.4對(duì)流傳熱過程的量綱分析5.4.5流體無相變時(shí)的強(qiáng)制對(duì)流5.4.6自然對(duì)流傳熱（選讀）5.4.7流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)第5章傳熱過1.蒸汽冷凝傳熱的方式蒸汽冷凝方式膜狀冷凝√珠狀冷凝凝液潤(rùn)濕壁面，形成一層平滑的液膜。凝液不能潤(rùn)濕壁面，在壁面上雜亂無章地形成小液滴。當(dāng)蒸汽處于比其飽和溫度低的環(huán)境中時(shí)，將會(huì)發(fā)生冷凝。一、蒸汽冷凝傳熱1.蒸汽冷凝傳熱的方式蒸汽膜狀冷凝√珠狀冷凝凝液潤(rùn)濕壁面，形蒸汽冷凝方式滴狀冷凝膜狀冷凝膜狀冷凝一、蒸汽冷凝傳熱蒸汽冷凝方式滴狀冷凝膜狀冷凝膜狀冷凝一、蒸汽冷凝傳熱層流湍流膜狀冷凝膜狀冷凝在壁面上的液體的流動(dòng)，可以是層流，也可以是湍流。一、蒸汽冷凝傳熱層流湍流膜狀冷凝膜狀冷凝在壁面上的液體的流動(dòng)，可以是二、管路的連接管路的連接包括管子與管子、管子與各種管件、閥門及設(shè)備接口等處的連接。目前比較普遍采用的有：承插式連接、螺紋連接、法蘭連接及焊接。二、管路的連接1．承插式連接鑄鐵管、耐酸陶瓷管、水泥管常用承插式連接。管子的一頭擴(kuò)大成鐘形，使一根管子的平頭可以插入。環(huán)隙內(nèi)通常先填塞麻絲或石棉繩，然后塞入水泥、瀝青等膠合劑。它的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便，允許兩管中心線有較大的偏差，缺點(diǎn)是難于拆除，高壓時(shí)不可靠。1．承插式連接2．螺紋連接螺紋連接常用于水、煤氣管。管端有螺紋，可用各種現(xiàn)成的螺紋管件將其連接而構(gòu)成管路。螺紋連接通常僅用于小直徑的水管、壓縮空氣管路、煤氣管路及低壓蒸汽管路。用以連接直管的管件常用的有管箍和活絡(luò)管接頭。2．螺紋連接3．法蘭連接法蘭連接是常用的連接方法。優(yōu)點(diǎn)是裝拆方便，密封可靠，適用的壓強(qiáng)、溫度與管徑范圍很大。缺點(diǎn)是費(fèi)用較高。鑄鐵管法蘭是與管身同時(shí)鑄成，鋼管的法蘭可以用螺紋接合，但最方便還是用焊接法固定。法蘭連接時(shí)，兩法蘭間需放置墊圈起密封作用。墊圈的材料有石棉板、橡膠、軟金屬等，隨介質(zhì)的溫度壓強(qiáng)而定。3．法蘭連接4．焊接連接焊接法較上述任何連接法都經(jīng)濟(jì)、方便、嚴(yán)密。無論是鋼管、有色金屬管、聚氯乙烯管均可焊接，故焊接連接管路在化工廠中已被廣泛采用，且特別適宜于長(zhǎng)管路。但對(duì)經(jīng)常拆除的管路和對(duì)焊縫有腐蝕性的物料管路，以及不允許動(dòng)火的車間中安裝管路時(shí)，不得使用焊接。焊接管路中僅在與閥件連接處要使用法蘭連接。4．焊接連接三、管路的熱補(bǔ)償管路兩端固定，當(dāng)溫度變化較大時(shí)，就會(huì)受到拉伸或壓縮，嚴(yán)重時(shí)可使管子彎曲、斷裂或接頭松脫。因此，承受溫度變化較大的管路，要采用熱膨脹補(bǔ)償器。一般溫度變化在32℃以上，便要考慮熱補(bǔ)償，但管路轉(zhuǎn)彎處有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰?，只要兩固定點(diǎn)間兩臂的長(zhǎng)度足夠，便可不用補(bǔ)償器。化工廠中常用的補(bǔ)償器有凸面式補(bǔ)償器和回折管補(bǔ)償器。三、管路的熱補(bǔ)償1．凸面式補(bǔ)償器圖2-11凸面式補(bǔ)償器凸面補(bǔ)償器可以用鋼、銅、鋁等韌性金屬薄板制成。圖2-11表示兩種簡(jiǎn)單的形式。管路伸、縮時(shí)，凸出部分發(fā)生變形而進(jìn)行補(bǔ)償。此種補(bǔ)償器只適用于低壓的氣體管路（由真空到表壓為196kPa）。1．凸面式補(bǔ)償器圖2-11凸面式補(bǔ)償器圖2-11凸面式補(bǔ)償器圖2-12回折管補(bǔ)償器圖2-11凸面式補(bǔ)償器圖2-12回折管補(bǔ)償器2．回折管補(bǔ)償器回折管補(bǔ)償器的形狀如圖2-12所示。此種補(bǔ)償器制造簡(jiǎn)便，補(bǔ)償能力大，在化工廠中應(yīng)用最廣?；卣酃芸梢允峭獗砉饣娜鐖D2-12（a）所示，也可以是有折皺的如圖2-12（b）所示。前者用于管徑小于250mm的管路，后者用于直徑大于250mm的管路?；卣酃芎凸苈烽g可以用法蘭或焊接連接。2．回折管補(bǔ)償器四、管路布置的基本原則化工廠的管路為了便于安裝、檢修和操作管理，多數(shù)是明線敷設(shè)的。管路布置應(yīng)考慮到減少基建投資、保證生產(chǎn)操作安全，便于安裝和檢修、節(jié)約動(dòng)力消耗，美觀整齊等。四、管路布置的基本原則

膜狀冷凝：固體壁面被液膜覆蓋，蒸汽冷凝在膜表面進(jìn)行，冷凝潛熱需經(jīng)液膜傳給壁面。傳熱阻力主要集中在液膜層，膜越厚，其冷凝傳熱系數(shù)越小。

珠狀冷凝：壁面大部分直接暴露在蒸汽中，其冷凝傳熱系數(shù)比膜狀冷凝大得多（約10倍）。通常，冷凝的開始階段為珠狀冷凝，然后逐漸轉(zhuǎn)為膜狀冷凝。特點(diǎn):一、蒸汽冷凝傳熱膜狀冷凝：固體壁面被液膜覆蓋，蒸汽冷凝在膜表面進(jìn)行，冷凝液膜雷諾數(shù)2.對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算（1）垂直壁面上膜狀冷凝的傳熱系數(shù)①膜內(nèi)層流流動(dòng)，可用解析法求解蒸汽在飽和溫度下的汽化熱壁面高度蒸汽飽和溫度定性溫度應(yīng)用范圍一、蒸汽冷凝傳熱液膜雷諾數(shù)2.對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算（1）垂直壁面上膜狀冷凝的傳麥克亞當(dāng)斯(McAdams)修正式由上式的計(jì)算的值通常低于實(shí)際值20％，故用下式進(jìn)行修正：式中cp－凝液的比熱容，用tm下的值。羅森奧(Rohsenow)建議用代替上式的：一、蒸汽冷凝傳熱麥克亞當(dāng)斯(McAdams)修正式由上式的計(jì)算的值液膜雷諾數(shù)定義凝液的平均流速設(shè)—凝液的流通面積；—潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)度；—凝液的質(zhì)量流率；則一、蒸汽冷凝傳熱液膜雷諾數(shù)定義凝液的平均流速設(shè)—凝液的流通面積；—潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)單位長(zhǎng)度潤(rùn)濕周邊上的凝液質(zhì)量流率令則②膜內(nèi)湍流流動(dòng)（Ref>1800），采用柯克伯瑞德(Kirkbride)經(jīng)驗(yàn)公式定性溫度一、蒸汽冷凝傳熱單位長(zhǎng)度潤(rùn)濕周邊上的凝液質(zhì)量流率令則②膜內(nèi)湍流流動(dòng)（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)①水平單根管外的冷凝一、蒸汽冷凝傳熱（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)①水平單根管外的冷凝一（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)垂直列上的管排數(shù)②水平管束外的冷凝n=3一、蒸汽冷凝傳熱（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)垂直列上的管排數(shù)②水平通常在管殼式冷凝器中，管束在垂直方向上各列的管排數(shù)不等，可用如下平均管排數(shù)nm代替上式中的n：第z

列上的管排數(shù)（2）水平管外膜狀冷凝的對(duì)流傳熱系數(shù)②水平管束外的冷凝一、蒸汽冷凝傳熱通常在管殼式冷凝器中，管束在垂直方向上各列的管排數(shù)不等，1.液體沸騰傳熱的方式與分類液體沸騰方式池內(nèi)沸騰管內(nèi)沸騰將加熱壁面浸入液體的自由表面之下，液體在壁面受熱沸騰。液體在管內(nèi)流動(dòng)過程中于管內(nèi)壁發(fā)生的沸騰。自然對(duì)流和氣泡的擾動(dòng)強(qiáng)制對(duì)流（強(qiáng)制對(duì)流沸騰）二、液體沸騰傳熱1.液體沸騰傳熱的方式與分類液體沸騰池內(nèi)沸騰管內(nèi)沸騰將加熱壁液體沸騰分類過冷沸騰飽和沸騰加熱壁面溫度高于液體飽和溫度，液體溫度低于其飽和溫度。整體沸騰無論何種沸騰方式，液體沸騰分為兩類加熱壁面溫度高于液體飽和溫度，液體溫度維持其飽和溫度。局部沸騰二、液體沸騰傳熱液體沸騰過冷沸騰飽和沸騰加熱壁面溫度高于液體飽和溫度，液體溫液體沸騰曲線2.液體沸騰曲線AB段：自然對(duì)流區(qū)℃加熱壁面上的流體輕微過熱，液體內(nèi)產(chǎn)生自然對(duì)流，沒有氣泡逸出液面。較低二、液體沸騰傳熱液體沸騰曲線2.液體沸騰曲線AB段：自然對(duì)流區(qū)℃加熱BC段：泡核沸騰區(qū)oC擾動(dòng)劇烈～液體沸騰曲線加熱壁面的某些區(qū)域生成氣泡，其生成速率隨上升而增加，氣泡不斷脫離壁面上升至液體表面而逸出。二、液體沸騰傳熱BC段：泡核沸騰區(qū)oC擾動(dòng)劇烈～液體沸騰曲線加熱壁面液體沸騰曲線CD段：過渡區(qū)oC氣泡生成速率進(jìn)一步加快，部分加熱面被氣膜覆蓋，此時(shí)仍有部分加熱面維持泡核沸騰狀態(tài)。產(chǎn)生液膜附加熱阻～二、液體沸騰傳熱液體沸騰曲線CD段：過渡區(qū)oC氣泡生成速率進(jìn)一步加快DE段：膜狀沸騰區(qū)液體沸騰曲線加熱面上形成的氣泡連成一片，加熱面全部被氣膜覆蓋，形成穩(wěn)定的氣膜。隨的增加，

基本不變，但由于輻射傳熱影響，Q/S又有上升。二、液體沸騰傳熱DE段：膜狀沸騰區(qū)液體沸騰曲線加熱面上形成的氣泡連成3.液體沸騰傳熱的影響因素影響因素液體性質(zhì)溫度差～～～操作壓力～～加熱壁面清潔加熱壁面粗糙加熱壁面～二、液體沸騰傳熱3.液體沸騰傳熱的影響因素影響因素液體溫度～～～操作壓力～～氣－液相界面表面張力液-壁面組合常數(shù)（表5-5）飽和液體定壓質(zhì)量熱容4.沸騰傳熱系數(shù)的計(jì)算（1）

羅森奧(Rohsenow)公式求出Q/S后，再求α。二、液體沸騰傳熱氣－液相界面表面張力液-壁面組合常數(shù)（表5-5）飽和液體定4（2）

莫斯聽斯基(Mostinski)公式臨界壓力對(duì)比壓力應(yīng)用范圍R=0.01～0.9臨界熱通量二、液體沸騰傳熱（2）莫斯聽斯基(Mostinski)公式臨界壓力對(duì)比壓力管束直徑臨界熱通量計(jì)算加熱管長(zhǎng)管外壁總傳熱面積二、液體沸騰傳熱管束臨界熱通量計(jì)算加熱管長(zhǎng)管外壁總傳熱面積二、液體沸騰傳熱5.5輻射傳熱5.5.1基本概念和定律一、黑體、鏡體、透熱體和灰體二、物體的輻射能力三、普朗克定律、斯蒂芬-玻爾茲曼定律及克?；舴蚨?0概述5.4對(duì)流傳熱第5章傳熱過程基礎(chǔ)5.5輻射傳熱5.5.1基本概念和定律一、黑體、鏡體、透輻射的一般定義熱輻射熱射線—物體以電磁波方式傳遞能量的過程稱為輻射;被傳遞的能量稱為輻射能；—因熱的原因引起的電磁波輻射；—波長(zhǎng)0.4～0.8μm的可見光線和波長(zhǎng)0.8～20μm的紅外光線。概述輻射的一般定義熱輻射熱射線—物體以電磁波方式傳遞能量的過程稱熱輻射服從反射和折射定律，在真空和多數(shù)氣體中完全透過，但不能透過多數(shù)固體和液體。入射輻射Q反射QR吸收QA穿透QD概述熱輻射服從反射和折射定律，在真空和多數(shù)氣體中完全透過，輻射能的吸收、反射和透過透過反射吸收總輻射能概述輻射能的吸收、反射和透過透過反射吸收總輻射能概述根據(jù)能量守恒定律，得吸收率反射率透過率量綱為1

量綱為1

量綱為1

概述根據(jù)能量守恒定律，得吸收率反射率透過率量綱為1量綱為1流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù)課件D=1，能透過全部輻射能的物體稱為透熱體。一般單原子氣體（如He、Ne）和對(duì)稱的雙原子氣體（如O2、N2和H2等）均可視為透熱體。黑體鏡體透熱體A=1，能全部吸收輻射能的物體稱為黑體或絕對(duì)黑體。R=1，能全部反射輻射能的物體稱為鏡體或絕對(duì)白體。理想物體一、黑體、鏡體、透熱體和灰體D=1，能透過全部輻射能的物體稱為透熱體。一般單原子氣體（如灰體的特點(diǎn)：（1）吸收率

A與輻射線的波長(zhǎng)無關(guān)；（2）不透熱體，即A+R=1

—能以相等的吸收率吸收所有波長(zhǎng)輻射能的物體稱為灰體?；殷w常見的固體材料可均為灰體。一、黑體、鏡體、透熱體和灰體灰體的特點(diǎn)：—能以相等的吸收率吸收所有波長(zhǎng)輻射能的物體稱為灰輻射能力物體在一定溫度下，單位表面積、單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)射的全部波長(zhǎng)的輻射能，稱為該物體在該溫度下的輻射能力。單位為W/m2單色輻射能力單位為W/m3物體發(fā)射特定波長(zhǎng)的能力，稱為單色輻射能力。

—波長(zhǎng)，m或μm。二、物體的輻射能力E輻射能力物體在一定溫度下，單位表面積、單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)射的黑體輻射能力和單色輻射能力之間滿足

黑體輻射能力黑體單色輻射能力（1）二、物體的輻射能力E黑體輻射能力和單色輻射能力之間滿足黑體輻射能力黑體單色輻射1.普朗克（planck）定律式中

該定律揭示了黑體的單色輻射能力隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律，其表達(dá)式為式（2）可畫成如下圖線：（2）三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律1.普朗克（planck）定律式中該定律揭示了黑體的單黑體的單色輻射能力隨溫度及波長(zhǎng)的分布規(guī)律3000-6000K600-1400K三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律黑體的單色輻射能力隨溫度及波長(zhǎng)的分布規(guī)律3000-6000K2.斯蒂芬-玻爾茲曼（Stefan-Boltzman）定律該定律揭示了黑體的輻射能力與其表面溫度的定量關(guān)系。黑體的輻射常數(shù)：將（2）代入（1）積分：W/m2三、Planck、Stefan-Boltzman及Klchhoff定律2.斯蒂芬-玻爾茲曼（Stefan-Boltzman）定律3.克?；舴颍╧irchhoff）定律設(shè)2塊近距平行平板，1塊的輻射能可全部投到另1板。揭示物體（灰體）的輻射能力E與吸收率A之間的關(guān)系。灰體黑體Q板1：灰體，E1、A1、T1；板2：黑體，E2(=Eb)、A2（=1）、T2三、Planck、Stefan-Bo