对流传热系数解析VIP免费

第三节对流传热回忆：什么是对流传热？1t2tQQ电热炉烧水强制对流----湍流流动的流体与外界的传热自然对流----静止流体、层流流动流体与外界的传热对流传热系数，W/m2K边界层是对流传热的主要热阻所在。ttwQ牛顿冷却定律：wttAQ流向近壁面传热放大图第三节对流传热获得的主要方法：理论分析法解析求解、数值求解实验法：半理论半经验方法，是目前的主要方法。牛顿冷却定律：wttAQ一、实验法求个基本因次数变量数无因次数群个数347影响的因素主要有：1.引起流动的原因：自然对流和强制对流2.流动型态：层流或湍流3.流体的性质：、、cp、等4.传热面的形状、大小、位置：如圆管与平板、垂直与水平、管内与管外等5.有相变与无相变：cp或汽化潜热rtgulrcfp或，，，或，，量纲分析法：回忆第一章有关内容用量纲分析法、再结合实验，建立经验关系式。定理：一、实验法求lNupcPr223RetglGrul或------格垃晓夫数Gr是雷诺数的一种变形，相当于自然对流时的“雷诺数”无因次数群：-----努塞尔数，表示导热热阻与对流热阻之比-----普朗特数，反映物性的影响。一般地，气体的Pr<1，液体的Pr>1一、实验法求PrRe，或GrfNu故定性温度：确定物性的温度，有两种2出进tttm2主体壁tttm主体平均温度膜温lNupcPr223RetglGrul或二、各种情形下的经验式（一）无相变时1015.018.031Grf当Gr>25000，需考虑自然对流对传热的影响，式（5-65）乘上一个大于1的校正系数：1、管内层流时0.61040.650低粘度（<2水）温差（tw-t）较小定性温度：2出进tttm定性尺寸：管内径d（5-63）0.80.40.023RePr0.3nnNun被加热被冷却熟记、常用lNu二、各种情形下的经验式2、管内湍流（式5-63）被冷却被加热3.04.0PrRe023.08.0nnNun2080..dudNupcPr思考1：与u、d有何比例关系？思考2：为什么加热时n取0.4，冷却时取0.3？ 气体的Pr<1，液体的Pr>1等温液体被加热或气体被冷却液体被冷却或气体被加热速度分布时，变大时，变小ReduWhy？Why？因为：管内未充分发展，层流底层较薄，热阻较小。若不满足适用范围时，需修正：（1）对于短管，L/d<50乘上一个大于1的校正系数，见图5-25（2）当壁面与流体主体温差较大时，需引入一个校正项：教材式（5-64）（5）非圆形管的强制湍流：上式仍可使用，但需将d换成de（4）弯管内：乘上一个大于1的校正系数：式（5-68）（3）过渡流：乘上一个小于1的校正系数：式（5-67）Why？二、各种情形下的经验式3、管外强制对流管子排布方式错排：并排：（3）流体在管壳间的对流传热：IVIIIIIIIIIIII（1）流体横向流过单管传热：见图5－27（2）流体横向流经管束（管簇）的传热：处处不同，需平均。式（5-71）有挡板，Re>100即可达到湍流。式（5-72）0.412=RePrnNuCC二、各种情形下的经验式4、自然对流（大空间）nGrCNu，PrC、n为经验常数。式（5-75）二、各种情形下的经验式（二）有相变滴状冷凝膜状冷凝热流方向蒸汽ts热流方向蒸汽ts膜滴竖直壁面：先层流，后湍流层流：式（5-79）、式（5-79b）湍流：式（5-82）1、冷凝传热沸腾冷凝膜状冷凝：液膜是主要热阻水平圆管外：层流：式（5-80）why？水平管束：膜状冷凝传热的强化：减薄冷凝液液膜厚度；选择正确的蒸汽流动方向；在传热面上垂直方向上刻槽或安装若干条金属丝等；用过热蒸汽；及时排放不凝性气体。第一排的与单管相似，第二排的比第一排小，第三排的比第二排...