化工原理第四章第五節(jié)講稿(已修改)
2025-01-06 10:23 本頁面
【正文】 第四章 傳熱一、對流傳熱系數(shù)的影響因素二、對流傳熱過程的因次分析三、流體無相變時(shí)的對流傳熱系數(shù)四、流體有相變時(shí)的對流傳熱系數(shù)第五節(jié) 對流傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式 2023/3/5星期五一、對流傳熱系數(shù)的影響因素 流體的種類和相變化的情況 流體的物性1）導(dǎo)熱系數(shù) 滯流內(nèi)層的溫度梯度一定時(shí)， 流體的導(dǎo)熱系數(shù)愈大，對流傳熱系數(shù)也愈大。2）粘度 流體的粘度愈大，對流傳熱系數(shù)愈低。3）比熱和密度2023/3/5星期五 ρcp： 單位體積流體所具有的熱容量。 ρcp值 愈大 ，流體攜帶熱量的能力愈強(qiáng)， 對流傳熱的強(qiáng)度愈強(qiáng)。（ 4）體積膨脹系數(shù) 體積膨脹系數(shù) β值愈大 ，密度差愈大， 有利于自然對流。對強(qiáng)制對流也有一定的影響 。流體的溫度 流體流動(dòng)狀態(tài) 湍流的對流傳熱系數(shù)遠(yuǎn)比滯流時(shí)的大。2023/3/5星期五流體流動(dòng)的原因 強(qiáng)制對流：自然對流：由于外力的作用 由于流體內(nèi)部存在溫度差，使得各部分的流體密度不同，引起流體質(zhì)點(diǎn)的位移單位體積的流體所受的浮力為：傳熱面的性狀、大小和位置 2023/3/5星期五二、因次分析法在對流傳熱中的應(yīng)用流體無相變時(shí)的強(qiáng)制對流傳熱過程?列出影響該過程的物理量，并用一般函數(shù)關(guān)系表示： ?確定無因次準(zhǔn)數(shù) π的數(shù)目2023/3/5星期五?確定準(zhǔn)數(shù)的形式(1)列出物理量的因次物理量因次物理量因 次(2)選擇 m個(gè)物理量作為 i個(gè)無因次準(zhǔn)數(shù)的共同物理量?不能包括待求的物理量?不能同時(shí)選用因次相同的物理量?選擇的共同物理量中應(yīng)包括該過程中所有的基本因次。2023/3/5星期五選擇 l、 λ、 μ、 u作為三個(gè)無因次準(zhǔn)數(shù)的共同物理量(3)因次分析將共同物理量與余下的物理量分別組成無因次準(zhǔn)數(shù)對 π1而言，實(shí)際因次為：2023/3/5星期五—— 流體無相變時(shí)強(qiáng)制對流時(shí)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式2023/3/5星期五自然對流傳熱過程包括 7個(gè)變量，涉及 4個(gè)基本因次，—— 自然對流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式2023/3/5星期五準(zhǔn)數(shù)的符號和意義準(zhǔn)數(shù)名稱 符號 準(zhǔn)數(shù)式 意義努塞爾特準(zhǔn)數(shù)（ Nusselt） Nu 表示對流傳熱的系數(shù) 雷諾準(zhǔn)數(shù)（ Reynolds） Re 確定流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)數(shù)普蘭特準(zhǔn)數(shù)（ Prandtl） Pr 表示物性影響的準(zhǔn)數(shù)格拉斯霍夫準(zhǔn)數(shù)（ Grashof） Gr 表示自然對流影響的準(zhǔn)數(shù)2023/3/5星期五應(yīng)用準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式應(yīng)注意的問題1）定性溫度：各準(zhǔn)數(shù)中的物理性質(zhì)按什么溫度確定 2） 定性尺寸： Nu， Re數(shù)中 L應(yīng)如何選定。3）應(yīng)用范圍：關(guān)聯(lián)式中 Re,Pr等準(zhǔn)數(shù)的數(shù)值范圍。 2023/3
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