回顾 1.影响对流传热系数α的因素? (1)引起流动的原因(自然对流?强制对流?) (2)流动形态(层流、湍流)? (3)流体的物性(p,u,入,c。,体积膨胀系数B) (4)是否发生相变(0相变〉0无相变) (5)传热面的形状、位置和大小 1
(1)引起流动的原因(自然对流?强制对流?) (2)流动形态(层流、湍流)? (3)流体的物性(,,,cp,体积膨胀系数β) (4)是否发生相变( 相变 > 无相变) (5) 传热面的形状、位置和大小 1.影响对流传热系数的因素? 回顾 1
2.对流传热过程的量纲分析(白金汉π定理) N= al Re= dup du P= CpL G.=8BAtlp? 元 u 2 对流传热与 惯性力与粘性 动量扩散与 浮升力与粘性 厚度为L的 力之此。扰动 热量扩散之 力之比。反映 流体层内的 加剧,壁面处 比。表征了 了由于流体中 热传导之比。的温度梯度增 流体的动量 温度差引起密 反映了对流 大,对流传热 传递能力与 度差所导致的 的强弱。大 系数增大。 热量传递能 浮升力对对流 于1. 力的相对强 传热的影响。 弱
2 2. 对流传热过程的量纲分析(白金汉π定理) 对流传热与 厚度为L的 流体层内的 热传导之比。 反映了对流 的强弱。大 于1. u l N = du du Re = = 惯性力与粘性 力之比。扰动 加剧,壁面处 的温度梯度增 大,对流传热 系数增大。 P r C P = 动量扩散与 热量扩散之 比。表征了 流体的动量 传递能力与 热量传递能 力的相对强 弱。 3 2 r 2 g tl G = 浮升力与粘性 力之比 。反映 了由于流体中 温度差引起密 度差所导致的 浮升力对对流 传热的影响
3.对流传热系数的经验关联式 一、流体在管内的强制对流 (1)圆形直管内的湍流 Nu=0.023Re0.8 PrT u=0023子p*(y 流体被加热n=0.4 流体被冷却n=0.3 3
3 3.对流传热系数的经验关联式 (1)圆形直管内的湍流 n N u 0.023Re P r 0.8 = p n du c d 0.023 ( ) ( ) 0.8 = 流体被加热 n=0.4 流体被冷却 n=0.3 一、流体在管内的强制对流
(2)圆形管内强制层流关联式和适用条件 (3)圆形直管内过渡流时表面传热系数 (4)圆形弯管内的强制对流 二次环流,湍动程度增加,Q增加,流动阻力损失增加 (5)非圆形管强制湍流用d.代替d计算 4
4 (2)圆形管内强制层流 关联式和适用条件 (3)圆形直管内过渡流时表面传热系数 (4) 圆形弯管内的强制对流 二次环流,湍动程度增加,α增加,流动阻力损失增加 (5)非圆形管强制湍流 用de代替di计算
二、管外强制对流的对流传热系数 1、流体横向流过单管 不同R下流体横向流过圆管时局部努塞尔数的变化 2、流体横向流过管束的表面传热系数 错列传热效果比直列好。 3、流体在列管换热器管壳间的传热 挡板形式:圆形、圆缺形 5
5 二、管外强制对流的对流传热系数 1、 流体横向流过单管 不同Re下流体横向流过圆管时局部努塞尔数的变化 2、 流体横向流过管束的表面传热系数 错列传热效果比直列好。 3、流体在列管换热器管壳间的传热 挡板形式:圆形、圆缺形