中山路灯车出租,   中山高空作业平台出租,    中山升降平台车出租  ♋心在一艺,  其艺必工 ♋  外部空气自然对流换热系数的计算,     在工程传热计算中，最主要的任务是计算自然对流换热系数。计算传热系数的方法主要有实验求解法、数学分析解法和数值分析解法，也可以用经验公式和巴兹公式计算。阀门外表面与外部空气自然对流换热系数的计算：体积膨胀系数：𝛼𝜈=1𝑇𝑚⁄𝐾−1；外部空气热扩散系数：𝛼𝑚=𝜆𝑚(𝑐𝑝𝑚·𝜌𝑚⁄)𝑚2⁄𝑠；外部空气普朗特常数：𝑃𝑟𝑚=𝑣𝑚𝛼𝑚⁄； 外部空气格拉晓夫数：𝐺𝑟𝑚=(𝑔·𝛼𝜈·∆t·𝑑23)𝑣𝑚2⁄； 𝑇𝑚—特征温度，𝐾；∆t—温度差，𝐾；d—阀体外径，𝑚;𝑇0—周围环境温度，𝐾;𝑇𝑤—外壁温度，𝐾；g—重力加速度，𝑚𝑠2⁄；𝜆𝑚—外部空气导热系数，𝑊(𝑚·𝐾)⁄；𝑣𝑚—外部空气运动粘度，𝑚2⁄𝑠；𝜌𝑚—外部空气密度，㎏𝑚3⁄；𝑐𝑝𝑚—外部空气定压比容，𝐽⁄(㎏·𝐾)。 在阀门使用的过程中，其周围的热边界层之间并不相互干扰，因此自然对流换热努赛尔系数的计算可以进行计算。其中𝐶、n两个是由实验所确定的常数，不同的表面形状及位置𝐶和n的值不同；相同的表面形状及位置下，流体的流动形态不同他们的值也会不同。𝑁𝑢𝑔=𝐶·(𝐺𝑟𝑚·𝑃𝑟𝑚)𝑛 代入以上数据判定𝐺𝑟𝑚·𝑃𝑟𝑚的值，可得出该自然对流换热情况属于水平圆管、湍流，所以系数值n可取0.25，𝐶𝑚的值可取0.53.那么阀门外表面与外部空气的自然对流换热系数为：ℎ𝑔=(𝜆𝑚⁄d)·𝑁𝑢𝑔𝑊(𝑚2·𝐾)⁄ 代入相关数据可计算得到阀体外壁与外部空气的自然对流换热系数ℎ𝑔=7.054𝑊(𝑚2·𝐾)⁄。

      阀门在实际工况中，阀门内部高温蒸汽与阀门内壁之间的换热属于强制对流换热，高温蒸汽受汽轮机和锅炉的驱动作用与阀门内壁之间进行热量传递。阀门在备用工况时，由于其通道前后的蒸汽是不流动的，因此此时温度可以看做是恒定的，只需要考虑阀门自身的导热；在操作工况时，阀门处于开启状态，内部有蒸汽流动，应考虑阀门内壁与蒸汽在边界处的对流换热。在计算阀门内壁与热气流在边界条件上的计算时，最重要的是强制对流换热系数的求解。本文依据经验公式计算阀门内部对流换热系数，具体计算过程如下：工作介质雷诺数：Re=u·𝑑1⁄𝑣 工作介质热扩散系数：α=𝜆(𝑐𝑝⁄·𝜌) 工作介质普朗特数：Pr=𝑣⁄𝛼 摩擦系数：f=(1.82·log10(𝑅𝑒)−1.64)−2 短管修正系数：𝐶𝑙=1+𝑑1𝑙0.7  阀体努赛尔特数：28Nu=(𝑓8)·(𝑅𝑒−1000)·𝑃𝑟1+12.7√𝑓8·(𝑃𝑟23−1)·𝐶𝑙·𝐶𝑟𝐶𝑡  强制对流换热系数：h=𝜆𝑑1⁄·𝑁𝑢  u—工质速度，𝑚⁄𝑠；𝑑1—阀体内径，m；l—阀体长度，m；v—工质运动粘度，𝑚2⁄𝑠；λ—介质导热系数，𝑊(𝑚·𝐾)⁄；𝑐𝑝—工质定压比容，𝐽⁄(㎏·𝐾)；𝜌—介质密度，㎏𝑚3⁄；𝐶𝑟—弯管修正系数；𝐶𝑡—温差修正系数。代入以上相关参数可以计算得到内部强制对流换热系数h=2.288×104𝑊(𝑚2·𝐾)⁄。

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        高温高压球阀在正常使用的过程中，阀门内部流道及中腔充满高温蒸汽，介质首先通过对流换热将热量传导到阀门内壁，在通过阀门自身固体的导热将热量传递到阀门外表面，最后阀门外表面再与周围空气通过自然对流换热的形式进行热量传递。分析阀门实际使用过程中的温度场时，假定其外表面初始温度为室温，内部流道及中腔充满了高温介质，对球阀在备用工况和操作工况两种状态下的温度场进行稳态热分析。 操作工况温度场分析表明，当阀门流道及中腔充满高温介质，且处于备用工况时，阀门最高温度为457.18℃，最低温度为43.52℃；最高温度出现在上支撑板上，最低温度出现在阀盖上。当阀门流道及中腔充满介质时，阀门最高温度为454.84℃，最低温度为22.08℃，此时最高温度与最低温度都出现在端部阀盖上。由分析可知，阀门在备用工况下的温度略高于操作工况下的温度，这是由于当阀门处于关闭状态时，阀门只有流道及中腔内有高温介质，高温介质通过对流29传热将热量传递给阀门内壁，使得介质附近的温度快速升高；而在操作工况下内部介质都处于高速流动状态，阀门这个流道及中腔内都是高温介质，作用面积较大，但所有介质都处于高速流动状态，不会与内壁之间大量传热。

      热应力的产生热应力是当温度改变时，物体由于外在约束及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由热胀冷缩所长生的应力。不同的材料在结构受热或者变冷时，由于热胀冷缩会产生变形，当这些变形受到某些约束时，如位移约束或者相反的压力作用，就会在结构中产生热应力；产生热应力的另外一个原因是由于不同的材料具有不同的热膨胀系数，受热之后结构的变形程度不均匀所引起的。热应力的大小随着约束程度的增大而增大，由于材料的线膨胀系数、弹性模量与泊松比会随温度的不同而发生变化，热应力的大小也会随之而变化。材料的高温蠕变或屈服流动均可使热应力的大小发生变化。热应力是由热变形受约束所引起的自平衡应力，它与零外载相平衡，热应力可使构件在高温处发生压缩变形、在温度低处发生拉伸变形。对塑性材料来说，热应力不会使构件断裂，但交变热应力可能会使得构件发生疲劳失效或塑性变形的累积。在某些结构中，温度场所产生的热应力常大于外载荷所引起的应力，甚至超过结构的强度极限而使结构发生裂缝或破坏。

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