文档介绍：第五讲:
流体在管内流动时的对流换热
4. Fo、Pe、Nu、St、Pr的表达式及物理意义。
一、本课的基本要求:
。
(定性尺寸、定性温度)
。(经验公式)
-模型实验求管内紊流对流换热系数的步骤。
第二章热量传输
二、本课的重点、难点:
1. 本课的重点是用经验公式求管内层流对流换热系数及换热量。
2. 本课的难点是用相似理论-模型实验求管内紊流对流换热系数。
第二章热量传输
流体在管内流动时的对流换热
1. 管内流动时的热附面层
入口段:管内流动时,自管口起到附面层汇合前的一段距离。
热稳定段:温度将继续变化,温度分布规律不再变化。
第二章热量传输
第二章热量传输
2. 圆管内层流时的对流换热
通过建立及求解热量传输方程式,可得对流换热系数为*d
这是微分方程的理论解,它和实验结果相差很大,其原因在于:
入口段的影响
自然对流的影响
热流方向和体粘流性的影响
第二章热量传输
基于上述原因,管内层流时的对流换热一般不用理论公式而用实验公式来计算
公式见书上144页2-3-11、2-3-12
注意:选用经验公式时要特别注意使用条件及定性温度。
第二章热量传输
3. 管内紊流对流换热
(1)相似理论—模型实验法
步骤:
:Eu、Re、Gr、Fr、Ho、Fo、Pe、Nu、St、Pr等
准数方程
:
F—K方程
N—S方程
连续性方程
边界给热微分方程
第二章热量传输
(2)几个比较重要的准数:
傅立叶准数:Fo=a/l2=单位体积物体的导热速率/单位体积物体的蓄热速率
Fo表示温度场随时间变化的不稳定传热的准数。分子是导入热量,
分母是热焓变化,Fo越大温度场越趋于稳定,可理解为相对稳定度,
它是不稳定导热中的一个重要准数。
皮克列准数:Pel/a=流体带入的热量/流体的导热量
Pe表明温度场在空间分布的准数。Pe越大说明进入系统的热量大,
导出的热量少则温度分布越均匀,因为Pe = Re Pr,Pe大,表示Re
大,流体的紊流程度大,温度就趋于均匀。
第二章热量传输