传热学英文讲义翻译传热学_7-2.ppt

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1、HeatTransfer6-3BeijingJiaotongUniversity7-2内部受迫对流内部流动和外部流动的根本区别：在外部流动中，流体有自由表面，因此表面上的边界层能够无限地发展；2.在内部流动中，流体受限于管道内部表面，因此边界层发展有限。HeatTransferBeijingJiaotongUniversity总则从管道表面到中心，流体速度由0达到最大；2.在管道等截面区，不可压缩流的平均速度保持恒定；3.在实际加热、冷却过程中，若流体密度随温度变化，平均速度也会随之变化。平均速度和平均温度Hea

2、tTransferBeijingJiaotongUniversity理想和实际速度、温度分布图HeatTransferBeijingJiaotongUniversity平均速度vm管内平均速度vm根据质量守恒定律确定HeatTransferBeijingJiaotongUniversity平均温度Tm平均温度Tm根据能量守恒定律确定HeatTransferBeijingJiaotongUniversity管内层流和湍流雷诺数：水力直径：对于圆管：HeatTransferBeijingJiaotongUnivers

3、ityRe<2300层流（Laminarflow）2300Re10,000转捩流动(transitionalflow)Re>10,000湍流(Turbulentflow)HeatTransferBeijingJiaotongUniversity入口段Lh入口段长度.HeatTransferBeijingJiaotongUniversity充分发展段的速度分布层流中充分发展段的速度分布图是抛物线型，在湍流中则较为平缓。充分发展段入口段之后的区域，其中速度分布图已充分发展并保持不变。HeatTransferBei

4、jingJiaotongUniversity热入口段热边界层发展并达到管道中心的区域叫做热入口段。HeatTransferBeijingJiaotongUniversity在热入口段之后，无量纲温度分布(TsT)/(TsTm)保持不变的区域称为热充分发展段。充分发展段:热充分发展段:HeatTransferBeijingJiaotongUniversityHeatTransferBeijingJiaotongUniversityHeatTransferBeijingJiaotongUniversity入口段长

5、度Lh,laminar0.05ReDLt,laminar0.05RePrD=PrLh,laminarLh,turbulent=1.359Re1/4DLh,turbulentLt,turbulent10DHeatTransferBeijingJiaotongUniversityHeatTransferBeijingJiaotongUniversity总体热分析管内流体稳态流动的能量守恒方程表面热流量HeatTransferBeijingJiaotongUniversity摩擦导致流体温度轻微升高，但总体来说

6、温升很小，因此计算中不予考虑。管道表面的热边界条件可以近似为常壁温(Ts=常数)或常表面热流量(=常数).HeatTransferBeijingJiaotongUniversity1.常表面热流量(=常数)=常数传热速率管道出口平均流体温度流动方向上流体平均温度线性升高,因为沿流向常表面热流量和表面积都线性增加。HeatTransferBeijingJiaotongUniversity传热方程讨论:1.当h为常数时，Ts-Tm=常数；2.表面温度也可以上述方程得到；3.在流动方向上表面温度也会线性提高。注意:假定

7、Cp保持不变。HeatTransferBeijingJiaotongUniversityHeatTransferBeijingJiaotongUniversity无量纲温度分布：TsTm=常数在常表面热流量条件下的管内充分发展流中，温度梯度与x无关，因而温度分布图的形状沿管道保持不变。HeatTransferBeijingJiaotongUniversity2.常壁温(Ts=常数)传热速率近似表示为算数平均温差它表示主流平均温度HeatTransferBeijingJiaotongUniversity求解:控制

8、体内的能量平衡流体能量的增加等于从管道表面通过对流换热传递的能量。对管道dA=pdxp是管道周长dTm=-d(Ts-Tm)Ts是常数HeatTransferBeijingJiaotongUniversity从x=0(管道入口Tm=Ti)到x=L(管道出口Tm=Te)求积分管道面积A=PL管道出口平均流体温度HeatTransferBeijingJiaotongUniver