传热学第八章单相流体对流换热.pptVIP

第八章 单相流体对流换热 §8-1 流体在管槽内强迫流动时的 对流换热 §8-2 流体沿平壁流动时的对流换热 §8-3 流体横向绕流管束的换热 §8-4 流体自然对流换热 基 本 要 求 1. 掌握各种对流换热的换热特征。 2. 熟练掌握管槽内强制对流紊流换 热的实验关联式。 3. 掌握各种换热情况下流态的判别 准则，能正确选择运用准则方程式计算其 换热系数及换热量。 4. 掌握典型换热条件下换热系数的 数量级大小。 第一节 流体在管槽内强迫流动时的对流换热 一、湍流换热 二、层流换热 三、过渡区时的换热 一、湍流换热 恒壁温加热和恒热流加热两种情况下的区别很小，通常工程上都采用狄图斯（Dittus）和玻尔特（Boelter）提出的较为简单的公式： 1. 适用范围： (1) 光滑直管（槽）且 ≥60 (2) (3)流体与壁面具有中等以下温差 (气体:△t=|tw-tf|50℃ ;水:△t20～ 30℃; 油类:△t10℃) 不符合上述条件时，必须对其进行修正。 （2）短管修正（或入口效应修正） : 当 时，即管子为短管时，入口段的传热系数较高。 （3）弯管修正（弯管效应修正） : 当流体流过弯曲或螺旋管道时，在弯曲段，由于 离心力的作用，沿截面产生二次环流，使换热增强。 当热流密度较大或温差超过所要求的范围时，齐德-泰特推荐下式: 二、层流（ ）时的换热 Pr数较大的油和水在壁温恒定的管内进行层流换热 三、过渡区（ 2300＜Re ＜10000）时的换热 格尼林斯基提供的关联式： 对于气体 对于液体: 第二节 流体沿平壁流动时的对流换热 流体沿平壁流动时，一般情况下，在平壁前缘开始形成层流边界层，然后逐渐过渡到紊流边界层。 工程上沿平板流动的临界Rec确定的xc称为临界长度。在0＜x＜xc 区域属层流边界层，在xc＜x＜L区域属紊流边界层。 (1) 流体沿壁面流动全部为层流时 第三节 流体横向绕流管束的换热 一、流体横向绕流单管（或柱）时的对流换热计算 二、流体横向绕流管束的对流换热计算 三、几种冲刷方式的比较 一、流体横向绕流单管（或柱）流动时的对流换热计算 1、流体横向绕流单管（或柱）时的流动特征 3、流体横向绕流单管（或柱）时的对流换热计算公式 二、流体横向绕流管束时的对流换热计算 1、影响横向绕流管束换热的因素 （3）流动方向管排数的影响 2、流体横向冲刷管束的对流换热计算式 第四节 流体自然对流换热 三、大空间自然对流换热计算 大空间自然对流换热：指壁面形成的边界层，不因空间限制而受到干扰时的换热。 当壁温恒定时： （2）管与管相对节距的影响 叉排时： 当 ＜ 当 ＞ 顺排时： 对于排数少于10排的管束 管排修正系数 1.0 1.0 0.99 0.99 0.98 0.98 0.96 0.97 0.94 0.95 0.92 0.92 0.90 0.89 0.87 0.83 0.80 0.75 0.64 0.68 顺排 叉排 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 总排数 管排修正 适用范围： 定性温度： ，其它均为 定型尺寸： 特征速度： 三、几种冲刷方式的比较 纵向冲刷埃克特建议采用管内紊流的公式计算，但定型尺寸应取当量直径。不论管束是顺排还是叉排，当量直径都为 横向冲刷： 纵向冲刷： 斜向冲刷： 一般在相同的流速下： 斜向冲刷： 冲击角修正 返回 【例8-4】 一、流体自然对流换热边界层的特点 二、流体自然对流换热准则方程 三、大空间自然对流换热计算 一、流体自然对流换热边界层的特点 1、 产生原因： 温度差 密度差 浮升力 自然对流 流体密度随温度线性变化: 浮升力 : 流体的膨胀系数 对于理想气体: