水平管和竖直管自然对流计算汇总 1. 计算工况表 温度工况 计算结果 100℃ 150℃ 200℃ 250℃ 300℃ 传热系数h 2WmK 水平管 7.958 9.115 10.045 10.803 11.527 竖直管 4.715 5.369 5.899 6.335 6.754 换热量 W 水平管 75.962 141.388 215.734 296.472 385.128 竖直管 45.008 83.390 126.703 173.860 225.649 最大速度maxu m/s 水平管 0.476 0.537 0.585 0.697 0.736 竖直管 0.840 1.050 1.180 1.290 1.390 2. 变化曲线图 圆管自然对流的计算和数值模拟 已知条件如图1 所示：将一圆管分别水平放置和垂直放置在大空间中进行自然对流换热，圆管外径38Dmm，长度1000Lmm，空气温度20TC ，恒壁温条件100,150,200,250,300wTC，求解自然对流换热系数和换热量以及对流换热时的空气最大速度。 图1 一、数值计算 1 . 自然对流换热系数和换热量的计算 1 ) 圆管水平放置计算 以壁温100wT ℃为例，计算过程如下： 特征长度：0.038Dm； 定性温度210020260mwtttC； 查空气物性：0.029Wm K ；-62=20.1 10 ms；Pr 0.696 空气的体积膨胀系数： 112731 602731 333vmtK 格拉晓夫数Gr ： 大空间自然对流的实验关联式为： Pr nNuC Gr （1-1） 根据计算的格拉晓夫数Gr 选择合适的常数C 和n （表 1）： 表 1 式（1-1）中的常数C 和n 加热表面形流动情况示流态 系数C 和指数 Gr数适用范围 3352629.8 1/ 333100200.038=3.2 1020.1 10vwgttDGr（） 状与位置 意图 n C n 横圆管 层流 0.48 1/4 104~5.76×108 过渡流 0.0445 0.37 5.76×108~4.65×109 湍流 0.10 1/3 >4.65×109 由式（1-1）和表 1 可得： 故水平圆管换热量： =hA7.958 3.14 0.038 11002075.962wttW 按照以上相同的步骤， 在给定恒壁温 100,150,200,250,300 ℃的情况下，可以计算出相应的自然对流的换热系数和换热量，计算结果列于表 2 中： 表 2 水平管计算工况表 温度工况 计算参数 100℃ 150℃ 200℃ 250℃ 300℃ h ,2WmK 7.958 9.115 10.045 10.803 11.527 ,W 75.962 141.388 215.734 296.472 385.128 2 ) 圆管垂直放置计算 以壁温100wT ℃为例，计算过程如下：...
