文档介绍：第六章单相流体对流换热及准则关联式
单相流体对流换热是指没有相变的对流换热问题。由于对流换热问题的复杂性,单靠理论求分析解不能得到满意的结果,还要求助于实验得到的准则方程式来进行计算。由于对流换热问题类型很多,实验得到的经验公式也很多,本章只讨论一些具有典型类别的对流换热问题。
11/12/2017
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第六章单相流体对流换热及准则关联式
管内受迫流动换热
外掠园管受迫流动换热
自然对流换热
6-1
6-3
6-2
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6-1、管内受迫流动换热
换热器内流体与固体壁之间的换热就属于受迫流动换热。
一、紊流换热: 准则方程式可整理为幂函数的形式:
式中常数:C、n、m的值由实验确定
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紊流换热
定性温度:流体平均温度,加角标“f”表示;
定型尺寸:管内流动为管内径d;
热流方向:
tw  tf 流体被加热,取m =
tw  tf 流体被冷却,取m =
适用范围:…
——式(1)
<光滑管、充分发展段>
1、准则方程式:
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2、热流方向的修正
当流体与管壁存在较大温差时,加热或冷却流体时,流体的粘度变化很大,在准则方程式中加粘度修正项:
Pr数的幂统一取:
——式(2)
(6-5)
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适用范围:……
由于问题的复杂性,对液体或气体,大温差或小温差,不同的运动状态,热流方向对物性变化所带来的影响大小程度不太相同。严格地说,式(6-5)比较符合液体被加热的情况。
对于气体,温度变化,粘度、密度及导热系数等都要发生变化,这些物性参数随绝对温度T的变化都有一定的函数关系,所以对气体采用温度修正项: 比较合适。
——式(2)
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液体:
n = (被加热),n = (被冷却)
n = (被加热),n = 0 (被冷却)
——式(3)
——式(2)
——式(1)
书上介绍了以上三个准则关联式
气体:
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3、几点说明(1)非圆管内受迫流动换热
以上讨论的管内流动,均为圆管内的流动,定型尺寸选管径d。对非圆管,则采用当量直径de作为定型尺寸,代入上述准则方程式进行计算则可。
当量直径:
f —湿面积,U —湿周长
《例如》
(1)方管:
a
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(2) 矩形管:
a
b
(3) 槽道:
f
U
(4) 环形截面:
(5) 圆形管道:
d
r1
r2
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《注意》
把当量直径de作为定型尺寸,用同一公式进行计算,并不是说明这二个现象相似。因为非圆管与圆管,首先几何条件就不相似,而物理现象的相似首先要满足几何相似的条件。
由于不是理论分析解而是实验解(经验公式),所以有误差。有误差存在,就有可能使二组不相似现象的实验点落在同一个误差带范围内,用同一个方程式来描写。
对于不同几何形状的物体能整理成一个经验公式的话,说明几何形状的影响不大。
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