第二章 热量传输07.ppt

* * * 第七讲: 一、本课的基本要求： 4. 注意定性尺寸、定性温度的问题。 1. 流体横向流过单根圆管、管束时的对流换热量的计算公式。 2. 自然对流换热的特点、计算换热量的式子。 3. 判定自然对流换热中层流附面层与紊流附面层的依据。 第二章 热 量 传 输 自然对流换热 二、本课的重点、难点： 1. 本课的重点是自然对流换热的特点、计算。 2. 本课的难点是对流体横向流过单根 圆管、管束时附面层变化的理解。 第二章 热 量 传 输 2.3.4 流体通过其他物体时的对流换热 1. 流体横向流过圆管时的对流换热 （1）流体横向流过单根圆管时的对流换热 特点：附面层随着流体横掠圆管的位置而发生相应的变化。 附面层厚度由小?大?突然变小?再逐渐增大?又突然变小如此循环。 Nu数由大?小?突然变大?再逐渐减小?又突然变大如此循环 其经验公式为： Nu=CRenPr1/3 式中C、n见书149页表2-3-3 第二章 热 量 传 输 （2）流体横向流过管束时的对流换热 管间距、排列方式也会影响流体横向流过管束时的对流换热。 管束：指多根单管按一定的方式排列的组合。 管束的类型： 顺排 叉排 2. 流体流过球体时的对流换热 第二章 热 量 传 输 2.3.5 自然对流换热 1. 自然对流换热的特点 （1）自然对流：静止流体与固体表面接触，如果其间有温度差，则靠近固体表面的流体将因受热（冷却）与主体静止流体之间产生温度差，从而造成密度差，在浮力作用下产生流体上下的相对运动，这种流动称为自然流动或自然对流。 第二章 热 量 传 输 （2）自然对流换热：在自然对流下的热量传输过程即为自然对流换热。 （3）在自然对流换热中，速度场与温度场是相互影响相互制约的；而代表浮力与粘性力之比且包括有温度差?t的Gr准数起决定性作用。 （4）自然对流换热附面层的特点：靠近表面处流速=0，附面层以外静止流体的流速也=0，因而在附面层内存在一流速的极大值。速度场及温度场如下所示。 第二章 热 量 传 输 第二章 热 量 传 输 2．自然对流换热的计算 自然对流换热的准数方程式一般表达式为： Nu=C(GrPr) n 式中的C、n与流动性质及表面朝向有关。 适用条件：只适用于书上所列表、图及表面温度为常数的情况。其他情况可作修正后使用。 界定自然对流换热附面层为层流或紊流的Gr数是：109 第二章 热 量 传 输 2.3.6 强制对流与自然对流共同存在时的对流换热 强制对流换热中常附加自然对流换热，后者有时可以忽略，有时不得忽略，其判别标准是： =g??tL/?2 Gr/Re2 表示浮力与惯性力的相对大小。在管流中Gr/Re2 ?0.1时，自然对流可以忽略，Gr/Re2 ???时，则认为是纯自然对流换热。 水平管层流、紊流混合对流换热的计算公式见书156页。 第二章 热 量 传 输 * *