第 331 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
总传热系数相关判断
• 总传热系数小于两侧的对流传热系数
• 总传热系数不等于两侧对流传热系数之和（k ≠ hr + ho ）
• 总传热系数是两流体换热过程中总热阻的倒数
基于不同基准面的总传热系数
• q 不变、ΔTm 不变时，K × A 为定值
• 基于内表面积（面积小）的总传热系数更大
例
套管式换热器：基于内表面与基于外表面， q 和 ΔTm 相同，故 K×A 为定值。
内表面面积小，所以基于内表面的 K 更大。
Study Notes 331 / 341 先看条件，再套公式
第 332 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
水和空气的传热系数差异
• 空气对流传热系数约几十，水约一两千，有数量级差异
• 提高水的对流传热系数（大的一侧） ，总传热系数变化很小
• 提高空气的对流传热系数（小的一侧） ，总传热系数接近同比例提高
注意
改变对流传热系数大的一侧，总传热系数变化很小；改变小的一侧，总传热系
数接近同比例变化。
逆流与并流的选择
• 冷热流体进出口温度一定且均无相变时，逆流 ΔTm 最大
• 逆流 ΔTm 大，可减少换热面积（设备费）
• 逆流可节约流体流量（K 可小一些）
• 并流可保护热敏性物料
注意
若有一侧有相变（温度不变） ，逆流ΔTm 不一定大于并流。题目中” 逆流 ΔTm
一定大于并流” 的说法仅在无相变时成立。
Study Notes 332 / 341 先看条件，再套公式
第 333 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
冷凝传热与管放置方式
• 水平放置特征尺寸为 d，竖直放置特征尺寸为 l，d < l
• 特征尺寸在分母，故水平放置的对流传热系数大
• 蒸汽一般走壳程，冷却水走管程
传热面积计算
• 无论单管程、双管程还是四管程，传热面积均为 Nπdl
• πd²/4 是流体流动的截面积，不是换热面积
注意
传热面积不随管程数变化，始终为 Nπdl。πd²/4 是截面积，不要混淆。
Study Notes 333 / 341 先看条件，再套公式
第 334 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
饱和蒸汽冷凝、空气进出口对调
• 热流体温度不变（饱和蒸汽冷凝为同温度水） ，逆流改并流后平均温差不变
换热器设计中的流体安排
• 腐蚀性流体走管程（难处理的东西放管程）
• 流体温差很大时，让传热系数大的流体走壳程（壁温接近热流体温度，可缓和
热应力）
• 易结垢流体走管程，选较粗的管（易清洗）
例
易结垢流体选粗管的原因：粗管容易清洗（用小球冲磨带出垢） 。其他选项（耐
压、面积大、阻力小）虽有一定道理，但不符合” 易结垢” 这一主干条件。
Study Notes 334 / 341 先看条件，再套公式
第 335 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
空气流量增加一倍（套管换热器）
• 空气流量增加一倍 → 总传热系数变为 2^0.8 倍（K 接近空气侧）
• 温差不变，用热量衡算约去相同项
• 管长之比 = 2^0.2 ≈ 1.15
例
空气流量增加一倍，管长变为原来的 2^0.2 ≈ 1.15 倍。若问温差变化，同样为
2^0.2 ≈ 1.15 倍。
单管程改双管程
• 管内流速增加一倍，对流传热系数变为 1.74 倍（提高 74%）
• K 小于任意一侧对流传热系数，故 K×A 的增幅小于 74%
Study Notes 335 / 341 先看条件，再套公式
第 336 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
换热面两侧温差之比
• 换热面两侧温差之比 = 两侧热阻之比
增大空气流量对出口温度的影响
• 增大空气流量，出口温度降低
Study Notes 336 / 341 先看条件，再套公式
第 337 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
热流体温度流量不变、进口温度升高
• Q 不变，排除 A、D
• 提高冷却水流量使 K 增大，A 不变，故所需面积 A 增大
提高蒸汽压
• 提高蒸汽压 → 提高蒸汽温度 → 提高对数平均温差，加大推动力
Study Notes 337 / 341 先看条件，再套公式
第 338 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
翅片管选择
• 翅片用于增大对流传热系数小的一侧的换热面积
• 空气对流传热系数小，空气在壳程，故选外翅片（内管外面加翅片）
例
空气在壳程、 水在管程， 空气对流传热系数小， 应在空气侧 （壳程） 加翅片， 即
外翅片。
上册内容复习
第一章流体流动
• 雷诺数判断流型：Re = duρ/μ ，需理解其物理意义
• 流体静力学：等压面的概念及成立条件
• 机械能守恒（能量守恒） ：理想流体某截面三项机械能之和等于另一截面，可相
互转化
• 能量损失的根本原因：流体有粘性，层与层之间有内摩擦力
Study Notes 338 / 341 先看条件，再套公式
第 339 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
定义
等压面： 静止流体中压强相等的面。 需满足一定条件 （如同一连续静止流体、 同
一水平面等） 。
直管摩擦系数与雷诺数关系（莫迪图）
• 莫迪图分不同区域，各区域直管摩擦系数与什么有关需掌握
流速、流量测量仪表
• 测速管（皮托管） ：测点速度，原理为动压头（能量之差）
• 孔板流量计、文丘里流量计：等截面变压差原理
• 孔板流量计（插圆片、突然缩小）阻力损失更大
• 转子流量计：横变截面
机械能衡算式应用
• 可算位置、压强、流量、有效功
• 扬程是有效功这一项，不是高度
• 还可算轴功率、效率
第二章流体输送机械
• 离心泵主要部件：叶轮、泵壳、泵轴等，不同叶片形式/结构带来不同影响
• 离心泵特性曲线：流量增大扬程减小，只适用于后弯叶轮
注意
特性曲线” 流量增大扬程减小” 只适用于后弯叶轮，不是所有叶轮都如此。
工作点与调节
• 工作点 = 离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点
• 调节方法：改变离心泵特性曲线或改变管路特性曲线
气缚与气蚀
• 气缚与气蚀原因不同、现象不同，需区分
气蚀余量
• 气蚀余量 = 有效气蚀余量 = 实际静压头 + 动压头 - 饱和蒸汽压头
• 允许气蚀余量 = 必须气蚀余量 = 最小气蚀余量
Study Notes 339 / 341 先看条件，再套公式
第 340 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
注意
气蚀余量与有效气蚀余量是同一概念；允许气蚀余量与必须气蚀余量是同一概
念（取最小值） 。不同教材用词不同，看到题目要能对应。
离心泵计算
• 本章计算只有安装高度
第三章非均相分离
• 沉降与过滤
• 沉降：需记层流区重力沉降公式，根据分离条件判断能分离的最小粒径、最大
处理量
• 旋风分离器：原理为离心力作用，评价指标为临界粒径和压降，不需掌握计算
恒压过滤与恒速过滤
• 恒压过滤：压强不变，过滤速率降低
• 恒速过滤：速率不变，压差升高
• 板框式过滤机：注意其过滤面积计算
第四章传热（上册复习）
Study Notes 340 / 341 先看条件，再套公式