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课程名称：传热学HeatTransfer

内容：第28讲

6-2相似原理的应用

主讲人：唐桂华

传热学HeatTransfer

§6-2相似原理的应用

一、应用相似原理指导实验的安排与实验数

据的整理

1.应用相似原理可以大大减少实验次数而又得

出有一定通用性的结果

2.应当以已定特征数为参数来安排实验

3.相似原理仅指出原则性的联系而未具体给

关系式，常用的整理对流传热的函数形式(实验

关联式)为幂函数形式(准则方程或特征方程)

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实验结果应表示成待定特征数与已定特征数

的函数关系

式中，C、n、m等需由实验数据确定

采用作图法（适用于比较少的实验点）或最小二乘法

确定

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幂函数在对数坐标图上是直线

0

采用最小二乘法确定关联式中各常数是最可靠的方法

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①固定某一Re数下获得不同流体(Pr数不同)的实

验值，在双对数坐标上（Nu~Pr）确定指数m

Nu~Pr

②固定某一Pr数下获得不同Re数的结果，

(Nu/Prm)为纵坐标，Re数为横坐标（Nu/Prm~Re

），在双对数坐标上作图获得n以及C。n为直线

的斜率，C为lgRe=0时直线在纵坐标上的截距

Nu/Prm~Re

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二、应用相似原理指导模化实验

1.模化实验：用不同于实物尺寸的模型来研究实际

物体所进行物理过程的实验(通常缩小模型)

Ø飞机、汽车模型的风洞实验

Ø锅炉的配风方案实验

Ø……

2.要做到完全相似决非易事，保证对现象起决定

作用的特征数相等(近似模化)

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三、应用特征数方程的注意之点

①特征长度按准则式规定的方式选取

三大特征量

一般看哪个尺度对边界层发展影响最大

②特征速度按规定的方式选取

③定性温度按规定的方式选取

④准则方程式不能任意推广到得到实验关联式的

实验参数之外

实验关联式的准确性

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四、常见相似准则数的物理意义（表6-1）

1.努塞尔数

Nu—流体在壁面处法向无量纲过余温度梯度

2.雷诺数

Re—流体惯性力与粘性力的相对