清华大学程序设计课件-------第6章
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§6-1 管内受迫对流换热第六章单相流体对流换热及准则关联式学习对流换热的目的:学会解决实际问题;会计算表面传热系数h大多数是由大量的实验研究确定的本章给出的具体函数形式Pr)(Re,Nu f =工程上、日常生活中有大量应用:暖气管道、各类热水及蒸汽管道、换热器流动进口段:10[ : Re;05.0 ∈≈dLd L 紊流层流:∂u流动进口段: : Re;05.0 ∈≈dLd L 紊流层流:∂u热充分发展段:常物性流体在热充分发展段:h = const(1)管内流体平均速度3、管内流体平均速度及平均温度∫∫=⋅==RRm urdrrdru f u G 0022πρπρρrdr u df u dG πρρ2⋅=⋅=G —质量流量[kg/s];V —体积流量[m 3/s];G=ρV∫∫===Rm R m urdrRu urdr R u G 02022 ;2πρπρt∆(管内对流换热进口段的局部Nusselt数2、流体热物性变化对换热的影响对于液体:主要是粘性随温度而变化流体平均温度相同的条件下,液体被加热时的表面传热系数高于液体被冷却加热时的值↓⇒↑η t 对于气体:除了粘性,还有密度和热导率等↑↓↑⇒↑λρη,,t液体:1=C R+—R螺旋管曲率半径4、管壁粗糙度的影响粗糙管:铸造管、冷拔管等湍流:粗糙度∆>层流底层厚度δ时: 换热增强层流:影响不大粗糙度∆<层流底层厚度δ时: 影响不大If water at 300K flowsthrough a 3cm -diameterpipe at 5m/s, the thicknessof the viscous sublayer isonly about 20mµ有时利用粗糙表面强化换热—强化表面(1)迪图斯-玻尔特(Dittus-Boelter )关联式:⎩⎨⎧<>==)( 3.0)( 4.0 ;Pr Re 023.08.0f w f w m f f f t t t t m Nu 由于没有考虑变物性,只适用于壁面和流体的温差不很大的情况:Petukhov 等人的研究表明:上式只在有限的范围内适用。