文档介绍：单相对流传热的
实验关联式
1、了解对流换热问题实验求解的理论基础
(相似原理及量纲分析)
2、熟记对流换热问题中常见的无量纲准则数*
(定义、物理意义)
3、了解各类流动和换热的特征
4、能根据情况合理选用实验关联式进行常见对
流传热问题的计算*
基本要求
主要内容
对流传热实验求解的理论基础——相似原理
内部强制对流传热实验关联式

:紊流、层流与过渡流
外部强制对流传热实验关联式

:纵掠平板、横掠单管、横掠管束
自然对流传热实验关联式

:大空间自然对流换热
有限空间自然对流换热流
射流冲击传热实验关联式
相似原理与量纲分析 ——对流传热实验求解的理论基础
物理现象相似的定义
两个同类物理现象,如果在相应时刻与相应的
地点上与现象有关的物理量一一对应成比例,则称
两现象彼此相似。
同类物理现象:用相同形式并具有相同内容的
微分方程式所描写的现象。可用几个统一的无量纲
量表示.
相似原理的基本内容
2、同类现象中相似特征数的数量及相似准则间的关
系表示——准则关联式
其中, 相似特征数的数量可用π定理等方法确定
1、物理现象相似的重要特征
对于彼此相似的物理现象,描写该现象的同
名准则数对应相等.
3、两个同类现象相似的充要条件
(1)同名已定准则数相等;
(2)单值性条件相似。
单值性条件包括:
初始条件、边界条件、几何条件、物理条件
导出相似特征数的方法 ——相似分析法与量纲分析法
(2)相似分析法
——根据相似现象的基本定义,对与现象有关
的量引入两个现象之间的一系列比例系数
(相似倍数),然后应用描述该过程的数学
关系式,得出制约这些相似倍数间的关系,
从而得出有关无量纲量。
1、相似分析法(也称方程分析法)
(1)以微分方程与单值性条件为基础,通过将其无
量纲化来得到有关的无量纲量
2、量纲分析法
(1)基本依据——π定理
一个表示n个物理量间关系的量纲一致的方程式,
一定可以转换成包含n-r个独立的无量纲物理量群间的
关系式。其中,r 是指n个物理量中所涉及到的基本量
纲的数目。
(2)应用量纲分析法获得无量纲准则数的步骤P235
例:单相介质管内强迫对流换热问题
(3)量纲分析法的优缺点
优点:方法简单,不需列出方程
缺点:不能漏列或错列有关物理量,否则将不能
得出正确的结果。
3、对流换热问题的主要无量纲准则数(详见P241表6-1)
努塞尔准则:
(注意与Bi数的区别)
雷诺准则:
普朗特准则:
格拉晓夫准则:
6-2 相似原理的应用

指导试验安排及试验数据的整理
如,单相介质强迫对流换热问题
意义:在相似原理指导下安排实验,可大大减少
实验次数,从而减少投入。