传热学青岛科技大学第五章.pptVIP

第五章 对流换热 * 气体横掠10排以上管束的实验关联式为 式中：定性温度为 特征长度为管外径d， 数中的流速采用整个管束中最窄截面处的流速。 实验验证范围： C和m的值见下表。 后排管受前排管尾流的扰动作用对平均表面传热系数的影响直到10排以上的管子才能消失。 这种情况下，先给出不考虑排数影响的关联式，再采用管束排数的因素作为修正系数。 第五章 对流换热 * 第五章 对流换热 * 对于排数少于10排的管束，平均表面传热系数可在上式的基础上乘以管排修正系数 。 的值引列在下表。 第五章 对流换热 * 茹卡乌斯卡斯对流体外掠管束换热总结出一套在很 宽的 数变化范围内更便于使用的公式。 式中：定性温度为进出口流体平均流速； 按管 束的平均壁温确定； 数中的流速取管束 中最小截面的平均流速；特征长度为管子外 径。 实验验证范围： 第五章 对流换热 * 第五章 对流换热 * 例题5-5测定流速的热线风速仪是利用流速不同对圆柱体的冷却能力不同，从而导致电热丝温度及电阻值不同的原理造成的。用电桥测定电热丝的阻值可推得其温度。今有直径为0.1mm的电热丝垂直于气流方向放置，来流温度为20℃，电热丝温度为40℃，加热功率为17.8W/m。试确定此时的流速？略去其他的热损失。 ? 解： 已知：电热丝直径、温度及加热功率，来流温度 求：来流的流速。 假设：电热丝与气流间为稳态换热； 电热丝表面温度均匀 忽略其他热损失 第五章 对流换热 * 第五章 对流换热 * 例题5-6某锅炉厂生产的220t/h的高压锅炉，其低温段空气预热器 的设计参数为：叉排布置，s1=76mm，s2=44mm， 管子为?40mm×1.5mm，平均温度为150℃的空气横向冲刷管束， 流动方向的总排数为44。在管排中心线截面上的空气流速 （即最小截面上的流速）为6.03m/s。 试确定管束与空气间的平均表面传热系数。管壁平均温度为185℃。 解： 已知：锅炉叉排管束的有关数据 求：管束与空气间的平均表面传热系数 假设：常物性、散热损失忽略不计、忽略空气的辐射换热。 第五章 对流换热 * 第五章 单相对流传热的实验关联式 第五章 对流换热 * 第五章 对流换热 * §5-1 内部流动强制对流换热实验关联式 管槽内强制对流流动和换热的特征 1. 流动有层流和湍流之分 层流： 过渡区： 旺盛湍流： 第五章 对流换热 * 2. 入口段的热边界层薄，表面传热系数高。 层流入口段长度: 湍流时: 层流 湍流 第五章 对流换热 * 3. 热边界条件有均匀壁温和均匀热流两种。 湍流：除液态金属外，两种条件的差别可不计 层流：两种边界条件下的换热系数差别明显。 第五章 对流换热 * 4. 特征速度及定性温度的确定 特征速度一般多取截面平均流速。 定性温度多为截面上流体的平均温度（或进出口截面平均温度）。 5. 牛顿冷却公式中的平均温差 对恒热流条件，可取 作为 。 对于恒壁温条件，截面上的局部温差是个变值，应利用热平衡式： 第五章 对流换热 * 式中， 为质量流量； 分别为出口、进口截面上 的平均温度； 按对数平均温差计算： 第五章 对流换热 * 二. 管内湍流换热实验关联式 实用上使用最广的是迪贝斯－贝尔特公式： 加热流体时 ， 冷却流体时 。 式中: 定性温度采用流体平均温度 ，特征长度为 管内径。 实验验证范围： 此式适用与流体与壁面具有中等以下温差场合。 第五章 对流换热 * 实际上来说，截面上的温度并不均匀，导致速度分布发生畸变。 一般在关联式中引进乘数 来考虑不均匀物性场对换热的影响。 第五章 对流换热 * 大温差情形，可采用下列任何一式计算。 （1）迪贝斯－贝尔特修正公式 对气体被加热时， 当气体被冷却时， 对液体 液体受热时 液体被冷却时 第五章 对流换热 * （2）采用齐德－泰特公式： 定性温度为流体平均温度 （ 按壁温 确 定），管内径为特征长度。 实验验证范围为： 第五章 对流换热 * （3）采用米海耶夫公式： 定性温度为流体平均温度 ，管内径为特征长度。 实验验证范围为： 第五章 对流换热 *