自然对流换热及试验关联式.PDF

§4-5 自然对流换热及实验关联式 以前所学内容 到目前为止，我们主要学习了强制对流—— 由_ ？_力驱动的 流动。 我们即将学习的内容： 由温差产生的浮升力驱动的流动—— 自然对流 1 自然对流在生活中的例子： • 天气现象，如右图的雷暴 • 热气球 • 两层窗户 • 滑翔机 • 暖气管道 2 自然对流换热的特点 (1) 驱动力是浮升力 (2) 边界层—— 以热竖壁的自然对流为例 T T w ∞ a 速度分布 u(x,y) 当y →∞ : u = 0, T = T∞ 当y →0 : u = 0, T = Tw 因此，速度u在中间具有一个最大 T w 值，即呈现两头小，中间大的分布。 T ∞ g x y u v c 流态和局部对流换热系数hx • 自然对流 层流 湍流 • 层流时，换热热阻主要取决于薄层的厚 度。 • 旺盛湍流时，局部表面传热系数几乎是 常量。 流动状态的判断准则：瑞利准则 3 Ra Gr Pr Gr gβΔTL 2 ν Ra 108 边界层处于层流 8 10 边界层处于过渡区 10 Ra 10 10 Ra 10 边界层处于湍流 d 与自然对流换热相关的准则数 与之相关的无量纲参量有Re, Nu, Pr, Gr，其中， u l gβΔtl3 Re 0 Gr ν ν2 式中，u 是边界层内的平均