传热学第63.pptVIP

第6章 对流换热 第六章 单相对流传热的实验关联式  复习 （3）螺线管 解 l/d60 .由迪贝斯－贝尔特公式 4.层流向湍流转变的判据：Ra, Gr 例：室温为10℃的大房间里有一个直径为20cm的烟筒，其竖直部分高为2m,水平部分为10m,求烟筒平均壁温为110℃时每小时的对流散热量。 　　　　　为质量流量； 分别为出口、进口截面上 的平均温度； 按对数平均温差计算： 二. 管内湍流换热实验关联式 1.常规流体（Pr0.6) （1）迪贝斯－贝尔特公式： 加热流体时 冷却流体时 式中: 定性温度：流体平均温度 　　　　特征长度： 管内径。 实验验证范围： 适用与流体与壁面具有中等以下温差场合。 变物性影响的修正 一般在关联式中引进乘数 来考虑不均匀物性场对换热的影响。 大温差情形 迪贝斯－贝尔特修正公式 对气体被加热时， 当气体被冷却时， 对液体 液体受热时 液体被冷却时 非圆形截面槽道 特征尺度：当量直径 注：截面上出现尖角时，误差较大 入口段 　　入口效应修正系数： （2）采用齐德－泰特公式： 定性温度： （ 按壁温 确定）， 　　特征长度：管内径 实验验证范围为： （3）采用米海耶夫公式： 定性温度， 　特征长度：管内径 实验验证范围为： 螺线管修正系数： 对于气体 对于液体 以上所有方程适用范围： 2.液态金属 推荐光滑圆管内充分发展湍流换热的准则式： 均匀热流边界 实验验证范围： 均匀壁温边界 实验验证范围： 特征长度为内径，定性温度为流体平均温度。 三. 管内层流换热关联式层流充分发展对流换热的结果很多。 续表 定性温度 特征长度：管内径 管子处于均匀壁温 实验验证范围为： 实际工程换热设备中，层流时的换热常常处于入口段的范围。可采用下列齐德－泰特公式。 例题6-1 水流过长l=5m,壁温均匀的直管时,从=25.3℃被加热到=34.6℃.管子的内径d=20mm,水在管内的流速为2m/s,求表面传热系数. 计算,待算出h后再推算壁温,并校核温差是否在适用范围之内.水的平均温度为 以此为定性温度,从附录查得 由此得 流动处于旺盛湍流区. ℃ 由迪贝斯－贝尔特公式求h 被加热水每秒内的吸热量为 用下式计算壁温: 温差 ℃,远小于20℃,在适用范围内,故所求得的 即为本题答案. 6.3.4自学 6-4 外部流动强制对流换热实验关联式 外部流动：流动边界层与热边界层能自由发展 一. 横掠单管换热实验关联式 1.流动特征：绕流脱体 2.　局部表面传热系数 10Re1.5×105 层流 脱体φ＝80-85° Re1.5×105 湍流 脱体φ＝140° Ｒe10 无脱体 可采用以下分段幂次关联式： 定性温度： 特征长度：管外径 特征速度：来流速度 实验验证范围：　 　　 　　　℃ ， 3.平均表面传热系数 二. 横掠管束换热实验关联式 1.排列方式：叉排 　　　　　顺排 2.　影响管束换热的因素： 　　　1）　　　　数 2）排列方式 3）管间距 4）管束排数等 管束实验关联式（16排以上） 茹卡乌斯卡斯公式：表6-7，6-8 定性温度： 特征长度：管外径d 特征流速：最窄截面处的流速 实验验证范围： 管束排数的影响：后排管受前排管尾流的扰动作用 　　　　　　　　直到10排以上的管子才能消失。 排数少于10排的管束 在上式基础上乘以管排修正系数 值见表6-9 三、外掠球体略 6-5 自然对流换热及实验关联式 1.流动和传热特点：　 （1）速度分布 （2）温度分布 2.　流态：层流和湍流 层流时，换热热阻主要取决于薄层的厚度。 旺盛湍流时，局部表面传热系数几乎是常量。 3.自然对流换热的准则方程式（推导过程自学） 参照上图的坐标系，对动量方程进行简化。 薄层外 * * * 6-1 相似原理及量纲分析 1 问题的提出 A 实验中应测哪些量（是否所有的物理量都测） B 实验数据如何整理（整理成什么样函数关系） (2) 实物试验很困难或太昂贵的情况，如何进行试验？ 相似原理将回答上述三个问题 (1) 变量太多 特征数方程：