单项对流传热的实验关联式详解.ppt

球体的自然对流传热实验关联式： 定性温度： 特征长度： 外径 适用范围： 3. 均匀热流边界条件 常见：电子器件、机器设备冷却问题。 （1）采用常壁温公式 竖直平板：壁面温度采用平板中点 （2）采用专门公式 水平板热面向上与向下： ——热流密度 特征长度：矩形取短边长 注意：公式适用于二维条件，若长边接近短边， 将偏小。 空腔：竖直夹层和水平夹层， 两换热壁面等温 、 两绝热壁面（传热量少，可忽略） 6.5.4 有限空间自然对流传热的实验关联式 有限空间：流体受到腔体的限制， 流体的加热与冷却在腔体内同时进行。 流动取决于 数： 定性温度： 温度差值： 特征长度：换热面间距 流动状态：① 竖直夹层 时，导热； 时，对流。 ② 水平夹层 时，导热； 时，对流。 （底为热面） 竖夹层实验关联式： 实验范围：形状修正因子 水平夹层（底面向上散热)： 例题6-6 室温为10oC的大房间中有一个直径为15cm的烟筒，其竖直部分高1.5m，水平部分长15m。求烟筒的平均壁温为110oC时每小时的对流散热量。 解：定性温度： 物性参数： （1）烟筒竖直部分： 特征长度 竖圆柱，湍流： （2）烟筒水平部分： 特征长度 横圆柱，层流： 总散热量： 考虑辐射换热（ ）： 2）Gnielinski公式（格尼林斯基公式）较准 液体 ， 气体 ， Darcy阻力系数 验证范围 6.3.3 管槽内层流强制对流传热关联式 （1）层流充分发展段 （达尔西阻力系数　　） ① 两种边界条件（均匀热流、均匀壁温）， 不同； 特点： ② 对等截面直通道： 数与 数无关，为一常数； ③ 数与截面形状有关，无法用当量直径 表示。 其他：环形空间内层流充分发展换热 （2）层流入口段 齐德-泰特公式（Sieder-Tate公式） 验证范围： 管子处于均匀壁温 例题6-3 水流过长l=5m、壁温均匀的直管时，从tf=25.3oC被加热到tf=34.6oC，管子的内径d=20mm，水在管内的流速为2m/s,求表面传热系数。 解：定性温度： 物性参数： 雷诺数： （旺盛湍流） 长度与内径比： (充分发展段） 迪图斯-贝尔特公式： 验证温差 范围： （中等以下温差） 时， 6.4 外部强制对流传热——流体横掠单管、 球体及管束的实验关联式 6.4.1 流体横掠单管的实验结果 外部流动：边界层可自由发展，不受限制。 横掠单管：流体垂直管子轴线流动。 流动特点：产生绕流脱体现象。 绕流脱体：前半程压力减小 ，后半程增大。 后半程流动出现两区域： ① 边界层流速较大区域，动量较大，可以克服压力增长，平稳流动； ② 边界层底部，流动缓慢，动量较小，跟不上压力增长，产生分离。 在尾迹区，两种流动相互作用，流动变得不稳定，出现回流、漩涡。 例如：汽车驶过，车后扬灰。 绕流脱体起点位置： 时，不出现； ， ； ， 。 绕流脱体现象会强化传热： ① 时， 出现绕流脱体； ② 时， 出现湍流， 出现绕流脱体。 圆管表面平均表面传热系数的关联式： 分段关联式： 、 根据 取值； 定性温度： 特征长度：外径 ， 特征流速：来流速度 对空气： ， 邱吉尔-朋斯登准则式（Churchill-Bernstein)： 验证范围： ，范围广。 气体横掠非圆形截面柱体的实验关联式： 式中， 、 取值见下表； 注意：特征长度 。 6.4.2 流体外掠球体的实验结果 定性温度：来流温度 特征长度：球体直径 适用范围： 6.4.3 流体横掠管束的实验结果 叉排：交叉排列。 扰动剧烈， 换热强烈， 流动阻力大。 1. 管束的排列方式及其对流动与传热的影响 顺排：对齐排列。 扰动较差， 换热较弱， 流动阻力小。 2. 影响管束平均传热性能的因素 ① 流动的 数、流体的 数； ② 排列方式：叉排、