哈工大传热学 第6章对流换热15-17.ppt

第6章 单相流体对流换热 哈尔滨工业大学 张承虎 2013 / 05 / 06 内容安排 作业：P180-184 题号：1、17、19、27、37、38、44、52 内容安排 共3讲，6~7学时 第15讲 管内强迫对流分析 第16讲 对流换热公式 第17讲 自然对流 内容安排 *** *** ***** *** *** 第15讲 管内强迫对流分析 1本讲内容 （1）进口段与充分发展段 （2）断面平均流速与平均温度 （3）管长方向的力平衡与热平衡方程 （4）常热流与定壁温条件的管长温度变化规律 以及管长平均温度 第16讲 对流换热公式概论 1本讲内容 （1）外掠平板公式总结 （2）管内强迫对流换热公式 （3）外掠圆管对流换热公式 （4）了解对流换热系数的计算方法 第16讲 对流换热公式概论 2外掠平板公式 （1）转捩点的判断 （2）层流边界层段公式（常壁温） P119的公式（5-15）以及公式（5-16） 对于平均值，也有2倍公式（5-17） （3）紊流边界层段公式（常壁温） P133的公式（5-41）以及公式（5-42） 对于平均值，有公式（5-43） （4）定型尺寸：全板长（或距起点距离） 定性温度： （常壁温） 特征速度：主流速度 第16讲 对流换热公式概论 3管内对流公式 （1）注意公式计算的是局部值还是平均值 ——大部分为全管长的平均值 （2）特别注意准则关联式对以下三个量的规定 ——定型尺寸、定性温度、特征速度 （3）注意准则关联式的适用范围（条件） ——Re、Pr、Gr、Ra、Gr/Re2 等的范围 ——温差的范围 ——入口段的限值 ——边界条件的限值 （4）特别注意准则关联式的诸多修正 第16讲 对流换热公式概论 3管内对流公式 （4）特别注意准则关联式的诸多修正 A、加热与冷却的不同 B、物性不均的修正： C、入口段的修正： D、离心的修正：螺旋管 E、非圆管道的修正：水力直径与形状修正系数 F、管束排数的修正：外掠圆管 G、其它公式声明的修正 第16讲 对流换热公式概论 3管内对流公式 （1）层流公式 P159——（6-9a）（6-9b）（6-10a）（6-10b） （2）过渡流公式 P154——（6-6a）（6-6b） （3）紊流光滑管公式 P153——（6-4a）（6-4b）（6-5） （4）粗糙管 P161——（6-11）（6-12）或布拉修斯公式 关于水力直径的应用条件——紊流越强烈，越准确 第16讲 对流换热公式概论 3管内对流公式 （5）从Dittus-Boelter公式看对流换热的影响因素 （6）从Colburm类比公式看对流换热的影响因素 结论：规律一致！ 第16讲 对流换热公式概论 4外掠圆管对流公式 （1）局部对流换热系数的规律 （2）外掠单管换热公式 P164——（6-13）及表6-1 转捩点与脱体点（分离点：80o—140o之间） 定型尺寸、定性温度、特征速度的规定 适用范围：Pr、Re 第16讲 对流换热公式概论 4外掠圆管对流公式 （1）管束的几何特征表述 A、排列方式：叉排与顺排 B、外掠方式：横掠、纵掠、斜掠 C、几何尺寸：排数N，直径d，两个间距：S1、S2 第16讲 对流换热公式概论 4外掠圆管对流公式 （2）外掠光管管束换热公式 P165——（6-14）及表6-2、表6-3 定型尺寸、定性温度、特征速度的规定 适用范围：Pr、Re 一般规律：（1）叉排优于顺排，尾部漩涡的影响 （2）后排优于前排，20排的极限 （3）横掠优于纵掠 （4）不适用于肋片管管束 第16讲 对流换热公式概论 5换热系数计算方法 （1）确定定性温度、定型尺寸、特征速度 （2）确定物性参数 （3）判别流态：Re、Gr （4）选择公式及修正 （5）计算Nu数，进而得到 h 当定性温度不确定时，可以采取迭代法或者交点法 第16讲 对流换热公式概论 5换热系数计算方法 （1）确定计算核准量，例如：Q、M、tfo 等 （3）按两种不同的途径计算核准量，分别得到H1和H2 （4）判断H1与H2，的大小关系 （5）如果：不相等，则根据tfo与核准量的相关关系 增大或减小tfo，重复回到步骤（3） （6）如果：H1=H2，则所有数值正确，退出迭代 当定性温度不确定时，迭代法（P15