对流换热——第六章

第1 页 第六章 单相流体对流换热及准则关联式 第一节 管内受迫对流换热 本 章 重 点 ： 准 确 掌 握 准 则 方 程 式 的 适 用 条 件 和 定 性 温 度 、定 型 尺 寸 的 确 定 。 1-1 一般分析 ),,,,,,,,(lcttufhpfw 流体受迫在管内对流换热时，还应考虑以下因素的影响：① 进口段与充分发展段，② 平均流速与平均温度，③ 物性场的不均匀性，④ 管子的几何特征。 一、进口段与充分发展段 1．流体在管内流动的主要特征是，流动存在着两个明显的流动区段，即流动进口（或发展）段和流动充分发展段，如图所示。 （1）从管子进口到边界层汇合处的这段管长内的流动称为管内流动进口段。 （2）进入定型流动的区域称为流动充分发展段。 在流动充分发展段，流体的径向速度分量 v 为零，且轴向速度 u 不再沿轴向变化，即： 0xu ， 0v 2．管内的流态 （1）如果边界层在管中心处汇合时流体流动仍然保持层流，那么进入充分发展区后也就继续保持层流流动状态，从而构成流体管内层流流动过程。 2300Re 用dumRe判 断 流 态 , 式 中 mu 为 管 内 流 体 的 截 面 平 均 流 速 ， d 为 管 子 的 内 直 径 ， ν 为流 体 的 运 动 黏 度 。 （2）如果边界层在管中心处汇合时流体已经从层流流动完全转变为紊流流动，那么进入 第2 页 充分发展区后就会维持紊流流动状态，从而构成流体管内紊流流动过程。 410Re  （3）如果边界层汇合时正处于流动从层流向紊流过渡的区域，那么其后的流动就会是过渡性的不稳定的流动，称为流体管内过渡流动过程。 410Re2300 3．热进口段和热充分发展段 当流体温度和管壁温度不同时，在管子的进口区域同时也有热边界层在发展，随着流体向管内深入，热边界层最后也会在管中心汇合，从而进入热充分发展的流动换热区域，在热边界层汇合之前也就必然存在热进口区段。随着流动从层流变为紊流， 热边界层亦有层流和紊流热边界层之分。 热充分发展段的特征 对常物性流体，在常热流和常壁温边界条件下，热充分发展段的特征是： )(1 xftf 及)(2 xftw 与管内任意点的温度),(rxft 组成的无量纲温度xfxwwtttt,,x,随管长保持不变，即： 0,,x,xfxwwttttx 式中，t —管内任意点的温度，),(rxft   xfxwwtttt,,x,仅是r 的函数。...