文档介绍：传输原理
对流传热
11/11/2017
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第三章对流传热
主要内容:介绍对流传热系数的确定方法
解析解、近似积分解、类比解法、实验法
基本要求:
了解对流传热的机理。掌握基本概念,对流给热的相似准数的来源及物理意义,各种对流传热问题的计算,对流传热的影响因素。
关键词:热附面层及结构、边界层给热微分方程、定性温度、定型尺寸(及确定方法),自然对流传热,强制对流传热,类似律(雷诺类似律、科尔本类似率),
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§3-1传热过程的一般分析
一对流给热过程简介
流动的流体与温度不同的固体壁面间的传热。
特点: 既有宏观的流体运动(热对流),又有流体分子间的微观导热作用。
基本定律: 牛顿冷却定律(公式)
Q = Δt F w
q = Δt w/㎡
Δt :流体与壁面间的温差,
当 tf > tw 时Δt= tf - tw
tf < tw 时Δt= tw - tf
:对流传热系数, w/㎡·℃
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y
y
vf
t f
δ
δt
t y
vy
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热附面层的分区
X 方向:层流区、过渡区、湍流区
Y 方向:层流底层、过渡层、湍流层、主流区。
引入热附面层后,温度场分为两部分:
等温区、热附面层区
三对流传热的机理:
a 膜理论
b 热扩散理论
:有效停留时间(不稳态导热)
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c 表面更新理论
s 表面更新率(考虑年龄分布)
δ
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讨论
三种模型的共同点是什么?
区别是什么?
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四对流传热系数的影响因素及确定方法
一影响因素
1 流动的起因(强制,自然)
2 流速
3 物性(ρ,μ,v,λ,cp , tf , tw )
4 传热面的几何形状及相对位置
= f (ρ,μ,v,λ,cp , tf , tw , )
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二确定方法
1 分析解( 精确解近似积分解)
2 数值解
3 相似理论指导下的实验法
4 动量与热量的类比法
a
b
c
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§3—2 平板层流对流传热的数学描述
一边界层对流给热微分方程组
分析的对象: 稳态,二维,忽略重力的强制对流传热。
1 能量微分方程
2 连续性方程
3 动量方程
4 传热微分方程
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