传热学英文讲义翻译传热学_8-2.ppt

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1、HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity8-3内部自然对流双层玻璃,洞墙,太阳能集热器,两个同心圆柱壁面所组成的环形空间，或同心两个球面所组成的封闭空间。竖直封闭空间:靠近热表面的流体向上运动，靠近冷表面流体向下运动，在封闭空间内形成了一个循环流动，强化了空间内部的换热。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversityHeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity水平封闭空间:换热情况取决于热表面在空间的顶部还是底部：1.当热表面在顶部时,空间内没有对流，这种情况下

2、只有纯导热，Nu=1。2.当热表面在底部,传热方式依然只有纯导热，Nu=1.3.Ra>1708,浮升力克服流体阻力以六角形晶胞的形式开始自然对流，也被称贝纳德元胞。4.Ra>3105,晶胞破裂，变成湍流。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity封闭空间内的Ra数：1.特征长度Lc是指冷热表面之间的距离。2.T1和T2分别是热冷表面的温度。3.流体所有物性都是基于定性温度Tave=(T1+T2)/2。传热系数:HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity封闭空间里的换热率:倾斜的矩形空间:垂直空

3、间的Nusselt数的关联式可以用于空间底部加热且倾角为θ为0-20°的倾斜空间，Ra的关联式中用gcos来代替g可以了。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversityPureconductionHeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity有效导热系数厚度为Lc的夹层的稳态导热率为封闭空间里的对流换热和导热具有相似性，导热系数k可被替换为kNu。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity空间里的有效导热系数：Nu=1,纯导热。例7-1球体空间的传热两个同心球面，内

4、径为D1=20cm外径为D2=30cm中间夹层为1个大气压力的空气，靠近空气夹层的两个球面的温度分别为T1=320K、T2=280K,试确定，两个球面之间的自然对流换热率。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversityD2=30cmT2=280kδ=5cm解：两个球面保持指定温度，传热率可确定。假设1工况为稳态2夹层内为理想气体。物性：平均温度：Tave=(T1+T2)I2=(320+280)/2=300K,压力：1atmHeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity分析特征长度为两个球面之间的垂直距离

5、：Ra数自然对流Nu数：HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity换热面积：传热率：热量以17.2W的速率从内表面传给外表面。讨论假设球面为黑体(发射率ε=1),两个球面之间的辐射换热率为HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity这种情况下辐射换热的最大值要大于自然对流换热的最大值。实际表面的发射率都低于1,夹层内的实际的辐射换热量就相对要小一些。但是，这种情况下辐射依然比较重要，需要考虑。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity8-4翅片表面的自然对流各

6、种各样的翅片统称为散热装置。在电子冷却设备中经常用到;在工业换热设备中也应用广泛。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity最佳间距:间距过小:1.换热面积较大2.换热系数较小间距过大:1.换热系数较大2.换热面积较小HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity最佳间距基于基表面积为WL的换热表面，确定其散热片的间距和高度使得自然对流换热强度最大翅片的自然对流换热率：n=W/(S+t)≈W/S为散热装置中的翅片数量，Ts为翅片表面温度。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongU

7、niversity讨论:自然对流换热的大小直接影响到流体传质的大小：浮升力和摩擦力。2.翅片的作用:产生额外的浮升力，降低流体流速。3.翅片间距较小不适合自然对流换热。4.在同一固定热源下,与没有隔热物的情况相比，有隔热物散热表面温度要高一些。HeatTransfer8-2BeijingJiaotongUniversity5.对于翅片间距较大的情况，隔热罩就不会大幅度的增加流体流动的阻力。6.对于强化自然对流，可以只考虑强化其传热效果，而没必要去考虑压降和泵的功率。7.用不连续的平板代替连续的平板可以大大增强换热。8.对于一个晶体管来说，