传热学6第六章单相流体对流传热

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1、17ht06.doc第六章第六章单相流体对流传热第一节管内受迫对流传热一、一般分析图6-1管内局部表面传热系数及平均h的变化图6-2管断面平均流速及平均温度的计算图6-3管内传热热平衡图6-4管内传热时流体温度变化（a）常热流（b）常壁温17ht06.doc第六章图6-5黏度变化对速度场的影响1-等温流；2-冷却液体或加热气体；3-加热液体或冷却气体1.进口段与充分发展段Re<2300层流2300

2、度及平均温度(1)管内流体平均速度（6-1）（6-2）（4）又（5）17ht06.doc第六章（6）或（7）常热流边界条件(q＝const)：=（+）/2（6-3a）=（8）（6-3b）式中，进口端流体与管壁温差；出口端；常壁温边界条件(＝const)：=（9）（10）=（6-3c）称对数平均温差.tf=tw±（6-3d）3.物性场不均匀4.管子的几何特征二、管内受迫对流传热1.紊流传热Nu=C迪图斯-贝尔特(Dittus－Boelter)公式：加热流体(>)(6-4a)冷却流体(<)(6-4b)17

3、ht06.doc第六章西得和塔特(Sieder-Tate)推荐的关联式（6-5）关于物性变化的修正格尼林斯基建议的关联式和实验数据对于气体，0.6＜＜1.5；0.5＜＜1.5；2300＜＜(6-6a)对于液体，1.5＜＜500；0.05＜＜20；2300＜＜(6-6b)对于非圆形管=（6-7）式中A——流道断面面积，；U——流体润湿的流道周边，m。对于螺旋形管图6-6弯曲管二次环流气体（6-8a）液体（6-8b）17ht06.doc第六章2.层流传热西得和塔特关联式(6-9a)(6-9b)=4.3

4、6(q＝const)(6-10a)=3.66(＝const)(6-10b)3.过渡流传热4.粗糙管壁的传热图6-7流体在粗糙壁上的流动1-层流;2、3-紊流(11)=(12)=(13)(14) 17ht06.doc第六章St=(15) St×=(6-11)(6-12) (16)第二节外掠圆管对流传热一、外掠单管 图6-8外掠圆管流动边界层图6-9外掠圆管局部表面传热系数的变化图17ht06.doc第六章图6-10外掠单圆管平均Nu（(6-13)Cn1～40　40～～～0.750.510.260.0

5、760.40.50.60.7式(6-13)的C及n值表6-1二、外掠管束图6-11顺排与叉排管束（a）顺排（b）叉排17ht06.doc第六章(6-14) 管束平均表面传热系数准则关联式表6-2排列方式适用范围0.7<<500准则关联式对空气或烟气的简化式Pr=0.7顺排=,=,叉排==排数修正系数表表6-3排数1234568121620顺排0.690.800.860.900.930.950.960.980.991.017ht06.doc第六章叉排0.620.760.840.880.920.950

6、.960.980.991.0【例6-6】图6-12例6-6附图第三节自然对流传热一、无限空间自然对流传热图6-13自然对流传热边界层及局部表面传热系数的变化（a）顺排（b）叉排（1）=-g（2）17ht06.doc第六章–ρg-=（-ρ）g（3）（4）即-ρ（-t）=-ρ（5）(5-44)引用无因次温度(6-15)自然对流传热准则关联式(6-16)在常热流边界条件下采用(称修正Gr)代替Gr=（6）(6-17)式（6-16）或式（6-17）中的C、n值表6-4壁面形状、位置及边界条件流动情况示意图C、

7、n定型尺寸适用范围流态Cn=const竖平壁竖直圆筒，平均Nu，式（6-16）【11】层流紊流0.590.11/41/3高度hGr·Pr～～q=const竖平壁或竖直圆筒，局部，式（6-17）Trans.ASME.Vo1．91c，pp.511～531，1969。层流紊流0.60.171/51/4局部点的高度x·Pr～2×～17ht06.doc第六章=const或qw=const水平圆筒平均Nu，式6-16）uAdv.HeatTansfer,Vol.11,P211.层流1.020.850.480.148

8、0.1880.250外径dGr·Pr～～～紊流0.1251/3～=const热面朝上或冷面朝下的水平壁，平均Nu，式（6-16）vJ.HeatMassTransfer，Vo1．15，p.755，1972。层流紊流0.540.151/41/3矩形取两个边长的平均值；非规则形取面积与周长之比；圆盘取0.9dGr·Pr2×～8×8×～=const热面朝下或冷面朝上的水平壁，平均Nu，式（6-16）层流0.581/5同上Gr·Pr～竖