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0.667
,
c 0.333 p
,
, d 0.417 0.25
结论:规律一致!
第16讲 对流换热公式概论
4
(1)局部对流换热系数的规律
外 转捩点与脱体点(分离点:80o—140o之间)
掠 圆
(2)外掠单管换热公式
管 对 流 公
Nu f
Prf0.37
Prf Prw
0.25
C Renf
式
P164——(6-13)及表6-1
Nu
C
Ren
Pr
m
Prf Pr w
0.25
S S//
p
z
管 P165——(6-14)及表6-2、表6-3
对 定型尺寸、定性温度、特征速度的规定
流 适用范围:Pr、Re
公
式 一般规律:(1)叉排优于顺排,尾部漩涡的影响
(2)后排优于前排,20排的极限
(3)横掠优于纵掠
(4)不适用于肋片管管束
(4)由( tfo1, H11 )和( tfo2, H12 )确定直线函数1 (5)由( tfo1, H21 )和( tfo2, H22 )确定直线函数2
(6)两条直线的交点温度即为正确出口温度
第16讲 对流换热公式概论
本 讲 小 结
6
思考题
• 1.对流换热是如何分类的? 影响对流换热的主要物理因素. • 2.对流换热问题的数学描写中包括那些方程? • 3.自然对流和强制对流在数学方程的描述上有何本质区别? • 4.从流体的温度场分布可以求出对流换热系数(表面传热系 数),
*** ***
第15讲 管内强迫对流分析
1
(1)进口段与充分发展段
本 (2)断面平均流速与平均温度
讲
内 容
(3)管长方向的力平衡与热平衡方程
(4)常热流与定壁温条件的管长温度变化规律 以及管长平均温度
第16讲 对流换热公式概论
(1)外掠平板公式总结
本 (2)管内强迫对流换热公式 讲 内 容 (3)外掠圆管对流换热公式
式 对于平均值,有公式(5-43)
(4)定型尺寸:全板长(或距起点距离)t
定性温度: (常壁温)
tm
特征速度:主流速度
f
2
tw
第16讲 对流换热公式概论
3
(1)注意公式计算的是局部值还是平均值 ——大部分为全管长的平均值
管 (2)特别注意准则关联式对以下三个量的规定
内
——定型尺寸、定性温度、特征速度
f w
Prf Prw
Tf Tw
对 C、入口段的修正: d
流
L
公 式
D、离心的修正:螺旋管
R
d R
E、非圆管道的修正:水力直径与形状修正系数
F、管束排数的修正:外掠圆管
G、其它公式声明的修正
第16讲 对流换热公式概论
3
(1)层流公式 P159——(6-9a)(6-9b)(6-10a)(6-10b)
管 (2)过渡流公式
内 对
P154——(6-6a)(6-6b)
流 (3)紊流光滑管公式
公 式
P153——(6-4a)(6-4b)(6-5) 关于水力直径的应用条件——紊流越强烈,越准确
(4)粗糙管 P161——(6-11)(6-12)或布拉修斯公式
第16讲 对流换热公式概论
3
(5)从Dittus-Boelter公式看对流换热的影响因素
(4)了解对流换热系数的计算方法
1
第16讲 对流换热公式概论
2
(1)转捩点的判断 Re u x 5105
外 掠 平
(2)层流边界层段公式(常壁温) P119的公式(5-15)以及公式(5-16) 对于平均值,也有2倍公式(5-17)
板 (3)紊流边界层段公式(常壁温)
公 P133的公式(5-41)以及公式(5-42)
Nu 0.023Re0.8 Pr0.4
管 内
Байду номын сангаасh
u 0.8
,
0.8
,
0.6
,
c 0.4 p
,
0.4
,
d 0.2
对 (6)从Colburm类比公式看对流换热的影响因素
流
公 式
h
2
Pr 3
f
cum
8
f
0.3164 Re0.25
100 Re
0.25
h
u0.75 ,
, 0.75
换 (1)确定计算核准量,例如:Q、M、tfo 等
热 系 数
(2)确定核准量与的tfo相关关系 (3)按两种不同的途径计算核准量,分别得到H1和H2
计 (4)判断H1与H2,的大小关系
算 方 法
(5)如果:不相等,则根据tfo与核准量的相关关系 增大或减小tfo,重复回到步骤(3)
(6)如果:H1=H2,则所有数值正确,退出迭代
第6章 单相流体对流换热
哈尔滨工业大学 张承虎 2013 / 05 / 06
内容安排
• 作业:P180-184 • 题号:1、17、19、27、37、38、44、52 •
内容安排
• 共3讲,6~7学时 • 第15讲 管内强迫对流分析
内
*** ***
容 安
• 第16讲 对流换热公式
排
*****
• 第17讲 自然对流
第16讲 对流换热公式概论
5
当定性温度不确定时,交点法(P166,例6-6):
换 (1)确定计算核准量,例如:Q、M、tfo 等
热 系 数 计 算
(2)设定tfo1,按两种不同的途径计算核准量,分别得到 H11和H21 (3)设定tfo2,按两种不同的途径计算核准量,分别得到 H12和H22
方 法
定型尺寸、定性温度、特征速度的规定 适用范围:Pr、Re
第16讲 对流换热公式概论
4
(1)管束的几何特征表述
外 A、排列方式:叉排与顺排 掠 B、外掠方式:横掠、纵掠、斜掠
圆 管
C、几何尺寸:排数N,直径d,两个间距:S1、S2
对
流
公
式
第16讲 对流换热公式概论
4
(2)外掠光管管束换热公式
外 掠 圆
第16讲 对流换热公式概论
5
(1)确定定性温度、定型尺寸、特征速度
换 (2)确定物性参数
热 (3)判别流态:Re、Gr
系 数
(4)选择公式及修正
计 (5)计算Nu数,进而得到 h
算
方
法 当定性温度不确定时,可以采取迭代法或者交点法
第16讲 对流换热公式概论
5
当定性温度不确定时,迭代法(P156,例6-2):
其物理机理和数学方法是什么? • 5.速度边界层和温度边界层的物理意义和数学定义. • 6.管外流和管内流的速度边界层有何区别? • 7.为什么说层流对流换热系数基本取决与速度边界层的厚度? • 8.从边界层积分方程的应用结果来说明. • 9.为什么温度边界层厚度取决与速度边界层的厚度? • 10.对十分长的管路, 为什么在定性上可以判断管路内层流对
对 流 公 式
(3)注意准则关联式的适用范围(条件) ——Re、Pr、Gr、Ra、Gr/Re2 等的范围 ——温差的范围 ——入口段的限值
——边界条件的限值
(4)特别注意准则关联式的诸多修正
第16讲 对流换热公式概论
3
(4)特别注意准则关联式的诸多修正
A、加热与冷却的不同
管 内
B、物性不均的修正: