《内部强制对流》PPT课件

《《内部强制对流》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、6.3内部强制对流传热的实验关联式6.4外部强制对流传热外部流动强制对流换热实验关联式1横掠单管换热实验关联式横掠单管的定义：流体沿着垂直于管子轴线的方向流过管子表面特性：除了边界层外，还会产生绕流脱体，从而产生回流、漩流和涡束外部流动：换热壁面上的流动边界层与热边界层能自由发展，不会受到邻近壁面存在的限制。(3)脱体的位置：取决于Re，即：(4)外掠单管的当地对流换热系数的变化影响外部流动换热的因素，除了以前各项外，还要考虑绕流脱体的发生位置(5)圆管表面平均表面传热系数关联式式中，C和n的值见表6－5(圆管)和表6－6(非圆形截面)，定性

2、温度为边界层内的平均温度tm特征长度为管外径；Re中的特征速度为通道来流速度流体外掠圆球定性温度为来流温度特征长度为球体直径Re中的特征速度为通道来流速度在75度的烘箱中固化直径10mm的紫铜球上的装饰用塑料薄膜。从烘箱中取出后，该球处于温度为23度，速度为10m/s空气流中。估算球冷却到35度所需时间。2横掠管束换热实验关联式影响横掠管束对流换热的因素：Re,Pr,叉排和顺排,管间距(s1和s2)；管排数主流方向的管排数达到一定数目后，平均表面传热系数与管排数无关研究思路：首先研究16排以上管束的对流换热系数，然后加入修正系数对之进行修正定

3、性温度为管束进、出口流体平均温度特征长度为管子外径Re中的特征速度为管束最小截面处的流速外掠顺排管束最大速度计算外掠叉排管束最大速度计算管槽内强迫对流流动与换热的特点（1）入口段和充分发展段管内流动局部表面传热系数hx的变化(1)层流;(2)湍流常物性流体在热充分发展段的表面传热系数不变先求充分发展段的关联式，然后再引入入口效应的修正（2）管内流体的平均速度及平均温度V体积流量由于换热，管断面平均温度不断变化均匀热流下流体平均温度与壁面温度沿程变化全管长流体与管壁间的平均温度差均匀壁温下流体平均温度与壁面温度沿程变化全管长流体与管壁间的平均温

4、度差温差沿管长按对数曲线变化当流体进口截面与出口截面的温差比在0.5～2之间时，可用算术平均温差代替对数平均温差。差别小于4%。~2管内湍流强制对流传热关联式（1）迪图斯-贝尔特（Dittus-Boelter）关联式：适用的参数范围：定性温度tf：进出口截面流体平均温度的算术平均值；特征长度：管内径d评价：由于没有考虑物性的影响，误差大；适用于壁面与流体温差不很大(中等以下)非圆形截面的槽道，采用当量直径de作为特征尺度1）当温度超过以上推荐值时，则可以采用下面任一个公式计算1给迪图斯-贝尔特关联式加一个修正系数ct(a)气体被加热时：(b)

5、气体被冷却时：(c)液体：式中分别是按流体平均温度及壁面温度下的动力粘度2）入口效应入口段的h比充分发展段的h大通常计算平均表面传热系数的经验公式由L/d>60的长管实验数据综合得到的对于L/d<60短管，应进行修正（1）热物性对于液体：主要是粘性随温度而变化其他条件相同的情况下，液体被加热时的表面传热系数高于液体被冷却时的值对于气体：除了粘性，还有密度和热导率等计及流体热物性对换热的影响，用流体的平均温度tf和壁面温度tw作定性温度；引入温度修正系数：3影响管内对流换热的几个因素（2）弯管效应离心力二次环流换热增强修正系数：气体：液体：（3

6、）管壁粗糙度的影响湍流：粗糙度>层流底层厚度时:换热增强层流：影响不大粗糙度<层流底层厚度时:影响不大有时利用粗糙表面强化换热—强化表面4管内层流强制对流传热关联式层流换热的发展已经比较充分，并总结了如下结论：层流对流换热中需要考虑热边界条件的影响对于等截面直通道，充分发展段的Nu与Re和Pr无关层流中当量直径仅是一个参数，不用它来统一不同截面通道的换热计算的表达式表6－2～6－4分别给出了管槽内和环形空间内的层流充分发展段的Nu工程换热设备中，层流换热常处于入口段范围，此时，推荐采用下面的齐德－泰特的实验关联式计算平均Nu定性温度：

7、流体平均温度tf特征长度：管内径d管子处于均匀壁温适用的参数范围：某厂燃气——空气加热器，已知管内径d=0.051m，每根管内空气质量流量M=0.0417kg/s，管长l=2.6m，空气进口温度tf’=30℃，壁温保持tw=250℃，计算该管内表面传热系数。查空气物性参数液态金属在圆管内流动，在特定轴向位置处，其速度和温度分布可分别近似看成均匀的和抛物线形的。即u(r)=c1，t(r)-ts=c2[1-(r/R)2]，式中，c1、c2分别为常数。该位置处的Nu为多少？在一个系统中，使水通过内径和外径分别为20mm和40mm的厚壁管，把它从进口

8、温度20℃加热到出口温度60℃。管的外壁面绝热，壁面内的电加热器提供均匀的产热速率106W/m3。1）水的质量流量为0.1kg/s时，为获得所要的出口温度，管子应多