传热学-第六章5-PPT.pptxVIP

§6-4自然对流换热及实验关联式;δ＝δt在贴壁处由于粘性的作用，速度为零，在边界层外缘因没有温差，速度为零，速度分布具有两头小，中间大的形式。;自然对流亦有层流和湍流之分。

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。;自然对流换热可分成大空间和有限空间两类。

大空间自然对流：流体的冷却和加热过程互不影响，边界层不受干扰。反之为小空间自然对流。

如图两个热竖壁。底部封闭，只要

底部开口时，只要壁面换热就可按大空间自然对流处理。（大空间的相对性）;4、数学描述与准则方程：;在物理上，数是浮升力/粘滞力的比值。数的增大表明浮升力作用的相对增大。;在自然对流中，用来判别流态用的是Gr数或GrPr的乘积。;大家应该也有点累了，稍作休息;一.大空间自然对流换热的实验关联式;注：竖圆柱按上表与竖壁用同一个关联式只限于以下情况：;2）若常热流边界条件下的自然对流，往往采用下面方便的专用形式：

式中：定性温度取平均温度，特征长度对矩形取短边长。

按此式整理的平板散热的结果示于下表。;这里流动比较复杂，不能套用层流及湍流的分类。;3）若流体为液体，当温压较大时上关联式进行修正：;5）空气在横圆柱外自然对流的统一关联式：;二.自然对流与强制对流并存的混合对流;;;

上图为流动分区图。其中数根据管内径及计算。;混合对流的实验关联式这里不讨论。

推荐一个简单的估算方法：

式中：为混合对流时的数，

而、则为按给定条件分别用强制对流及自然对流准则式计算的结果。

两种流动方向相同时取正号，相反时取负号。

n之值常取为3。;例：置于大气中的油冷器，外壁具有垂直的矩形肋片，肋宽2m，肋高0.8m，肋壁温度85℃，空气温度15℃，试计算每一片肋片的散热量。;例：水平放置的蒸汽管道，绝热层外径D=583mm，壁温tw=48℃，周围空气的温度23℃，试计算绝热层外的对流换热系数h。;总结：计算步骤;思考题：

1.对流换热是如何分类的?影响对流换热的主要物理因素.

2.对流换热问题的数学描写中包括那些方程?

3.自然对流和强制对流在数学方程的描述上有何本质区别?

4.从流体的温度场分布可以求出对流换热系数(表面传热系

数),其物理机理和数学方法是什么?

5.速度边界层和温度边界层的物理意义和数学定义.

6.管外流和管内流的速度边界层有何区别?

7.为什么说层流对流换热系数基本取决与速度边界层的厚度?

8.为什么温度边界层厚度取决于速度边界层的厚度?

9.对十分长的管路,为什么在定性上可以判断管路内层流

对流换热系数是常数?;11.如何使用边界层理论简化对流换热微分方程组?

12.如何将边界层对流换热微分方程组转化为无量纲形式?

13.为什么说对强制对流换热问题,总可以有:Nu=f(Re,Pr)

的数学方程形式?

14.什么是特性长度和定性温度?选取特性长度的原则是什么?

15.对管内流和管外流,Re准则数中的特性长度的取法是不一

样的.说明其物理原因.

16.当量水利直径的定义和计算方法.

17.什么是相似原理?判断物理相似的条件?相似原理在工程

中有什么作用?;22.使用?定理推导准则关系式的基本方法.

23.Nu,Re,Pr,Gr准则数的物理意义.

24.管内强制对流换热系数及换热量的计算方法.如何确定

特性长度和定性温度?

25.流体横琼单管和管束时对流换热的计算方法.

26.竖壁附近自然对流的温度分布,速度分布的特点?换热

系数的特点?

27.大空间自然对流换热的计算方法.如何确定横管和竖管

的特性长度?

28.如何区分自然对流是属于大空间自然对流还是受限空

间自然对流?