传热学课件资源TGH-HT-chap6-2.ppt

DifferenttypesofoutsidefinnedtubeOutsidefinnedtube§6-5自然对流传热实验关联式工程背景：1.暖气管散热4.冰箱(冰箱里食物不要装得太满)2.室外变压器散热3.事故条件下核反应堆散热5.电子器件冷却一、现象及特点1.定义：自然对流是由于流体中各部分密度不均匀而引起的一种流动与换热现象，其流动与传热过程不可分割地联系在一起①驱动力：温度场不均匀;重力作用②不均匀的温度场不一定引起自然对流③与强制对流不同，不依靠泵或风机等外力推动2.理解④换热很弱，通常为主要热阻，但经济、安全、平静⑤物体表面上总换热量常需同时考虑与周围气体间的自然对流以及与周围其它表面间的辐射换热(50%)3.自然对流换热现象的速度与温度分布特点TwT∞思考：TwT∞①层流②湍流③判别流态的特征数是Gr数，类比于Re数，不是(GrPr)4.自然对流的两种流动形态§6-4外部流动强制对流传热实验关联式一、外掠等温平板(laminarflow,Re5×105)1.公式①特征尺度：板长(局部为x，平均为l)2.注意②定性温度：tm=(t∞+tw)/2③x↑，δ↑，h↓二、外掠单管(flowacrosssinglecylinder)1.流动特点①前半周，加速流动②脱体，flowseperation③后半周，减速流动④脱体位置取决于Re数，Flowoveracubicobstacle卡门涡街的交替旋涡解释：风弦琴发声；风吹电线发声；建筑物的倒塌；卡门涡街的振动频率和物体的固有频率发生共振高尔夫球湍流原理生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过，鲨鱼得以快速游?动。快皮的超伸展纤维表面便是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的鲨鱼皮湍流原理?喷气式航空发动机中的火焰稳定器：月牙型沙丘2.局部表面传热系数①一个实际问题：内部均匀加热的圆柱放在空气中吹风冷却，圆柱表面何处温度最高？②温度最高点，层流：湍流:3.平均Nu①关联式②注意：a.气体及液体通用，tm=(tw+t∞)/2，d-外径，u∞b.Re=0.4-4×105c.C,n取决于表6-54.应用举例—热线风速仪例题：一个优秀的马拉松运动员在2.5h跑完全程(41842.8m)，估计他在跑步过程中的散热损失(不计出汗散失部分)简化：高1.75m，直径0.35m的圆柱体，皮肤温度作为柱体表面温度，取31℃，空气静止，15℃，不计柱体两端散热三、外掠管束(flowacrosstubebanks)1.流动与传热特点①与单管相比，存在管之间的相互影响②流动方式有顺排(in-linetuberow)和叉排(staggered)之别③后排易受前排影响④冲刷方向有影响(冲角)2.平均传热特性的实验关联式Spanwise:垂直来流方向相邻两排管子中心距离,S1Streamwise:顺着来流方向相邻两排管子中心距离,S2最窄截面平均流速？？管排修正系数en？？例题6-5,P262Zhukauskas关联式Grimson关联式，Nu=cRem,Re=2000-40000课后例题：核反应堆中铀棒束被纵向流过的高压水冷却，铀棒的外径为9mm，铀棒束成正方形排列，棒间距为12mm，铀棒每单位体积释放热量为7.6*108W/m3，当冷却水平均温度为200度，平均流速为0.9m/s，求：1.铀棒表面与冷却水的平均传热系数（不考虑传热温差较大的影响）2.铀棒外表面的平均温度D-B?Zhukauskas?ParallelchannelSlottedsurfaceOff-setfinSlottedfinPlainplatefinWavyfinsurfaceSlottedfinsurfaceNew-typeslottedfinsurfacePlainSlit1Abetterwaytoslotthesurface*传热学HeatTransfer§6-3内部强制对流传热实验关联式一、管槽内强制流动与换热的特点1.外部流动与内部流动的区别外部流动是指流体边界层的发展一般不会受到阻碍的流动内部流动过程中，固体表面上流体在其成长过程中可能受到另一侧固体表面的限制，形成边界