對流換熱教程ppt課件-文庫吧資料
2025-05-04 23:35本頁面
【正文】 型：一類是流體在較大空間中自然對流，因為空間大，自然對流不受干擾，稱為大空間的自然對流換熱，如室內(nèi)暖氣片與室內(nèi)空氣的換熱；另一類是流體在封閉狹小空間內(nèi)自然對流，冷熱流體相互干擾，稱為有限空間的自然對流換熱，如雙層玻璃窗之間空氣的對流換熱等。 單相流體對流換熱計算38圖 (a)順排； (b)叉排表 見圖 單相流體對流換熱計算39表 單相流體對流換熱計算40 單相流體對流換熱計算41 單相流體對流換熱計算42? 流體自然對流換熱是指流體與固體壁面相接觸，由于兩者溫度不同，靠近壁面的流體受壁面溫度的影響，造成流體溫度和密度的改變，流體主體與固體壁面附近的流體間因存在密度的差異而形成浮力，結(jié)果導(dǎo)致固體壁面附近的流體上升（或下降）和流體主體的流體下降（或上升）的自然對流。? 影響對流換熱系數(shù)的因素除了排列方式之外，還有管子排數(shù)、管徑以及管子間距等。從 圖 ，順排時流體的流道相對平直，而且當(dāng)流速較低或管間距較小時，易在管的尾部形成滯流區(qū)。 表 22 流體橫掠單管計算式中的 C， n值 單相流體對流換熱計算37? 流體強制橫向流過管束? 在實際工程中，流體往往不是掠過單管，而是流過由許多管子組成的管束，例如在管式換熱設(shè)備中，管外流體一般從垂直于管軸心的方向沖刷管束。 單相流體對流換熱計算35? 流體強制橫向流過單管的換熱量計算 管外流體強制對流換熱計算管外流體強制對流換熱計算圖圖 流體橫向流過單管表 單相流體對流換熱計算36? 【 例 】 已知管外徑 d＝ 20 mm，水溫 tf＝ 20℃ ，管壁溫 tw＝ 30℃ ，水流速 u= m/s。管內(nèi)徑 d=20 mm，水在管內(nèi)的流速為 2 m/s。 管內(nèi)流體強制對流換熱計算管內(nèi)流體強制對流換熱計算 單相流體對流換熱計算29表 管內(nèi)強制流動努謝爾數(shù) Nμ的計算公式 單相流體對流換熱計算30續(xù)表 單相流體對流換熱計算31續(xù)表 單相流體對流換熱計算32? 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的修正 單相流體對流換熱計算33 單相流體對流換熱計算34? 對流換熱系數(shù)的求解步驟? ① 先由已知條件計算 Re，再根據(jù) Re值判斷管內(nèi)流態(tài)；? ② 根據(jù)管內(nèi)流態(tài)（層流、紊流或過渡流）和適宜范圍，選用相應(yīng)的實用計算式，并注意特征尺寸和定性溫度的確定；? ③ 由已知條件計算或選取有關(guān)修正系數(shù)；? ④ 由實用計算式計算 Nu；? ⑤ 由 Nu值求得對流換熱系數(shù) α。? ② 流體在非圓管道內(nèi)流動時，如橢圓管道、矩形管道等，取當(dāng)量直徑 de作為特征尺寸，即 () 對流換熱計算概述27 換熱計算的一般步驟換熱計算的一般步驟 對流換熱計算概述28? 管內(nèi)強制流動換熱量計算公式的選用? 管內(nèi)流體與管壁之間的對流換熱系數(shù) α受多種因素的影響，比如流體的流態(tài)、流體與壁面的溫差、流體的粘度等，要通過努謝爾數(shù) Nu求出對流換熱系數(shù) α ,就必須根據(jù)適用范圍選擇出正確計算 Nu的公式。在使用準(zhǔn)則數(shù)公式時，要按準(zhǔn)則公式的要求來確定。 定性溫度與特征尺寸定性溫度與特征尺寸 對流換熱計算概述25 對流換熱計算概述26? （ 2）特征尺寸? 參與對流換熱的換熱表面幾何尺寸往往有幾個，準(zhǔn)則數(shù)公式中所用的尺寸參數(shù)，一般是實驗中發(fā)現(xiàn)其中對換熱有顯著影響的幾何尺寸，稱為特征尺寸。因此大多數(shù)基于試驗分析的經(jīng)驗公式都給出了一個決定公式中其他物理參數(shù)的溫度，這個溫度就叫做定性溫度?？紤]到高職學(xué)生的需要，在這里我們并不打算詳細介紹各計算公式的由來及推導(dǎo)，只是介紹計算對流換熱系數(shù)的一般方法以及公式的選擇及應(yīng)用。研究的方法大致有以下四種：分析法、實驗法、比擬法、數(shù)值法。圖 (a)強迫對流； (b)自然對流 對流換熱的概念及牛頓冷卻公式17? 前邊我們學(xué)過的對流換熱牛頓冷卻公式： Q=AαΔt，雖然揭示了對流換熱量與溫差、換熱面積以及對流換熱系數(shù)之間的關(guān)系，但是并不能應(yīng)用此公式去解決實際的換熱問題。 對流換熱的概念及牛頓冷卻公式16? （ 6）管路的振動? 當(dāng)換熱介質(zhì)流經(jīng)換熱器管路時，會或多或少地引起管路的振動，尤其是蒸汽介質(zhì)，會使振動更加明顯。如 圖 （ a） 所示，流體在管內(nèi)強制流動與管外強制流動，由于換熱表面不同，流體流動產(chǎn)生的邊界層也不同，其換熱規(guī)律和對流換熱系數(shù)也不相同。 對流換熱的概念及牛頓冷卻公式15? （ 5）換熱表面的幾何因素? 幾何因素是指換熱表面的形狀、大小、狀況（光滑或粗糙程度）以及相對位置等。因此，有相變時的對流換熱系數(shù)要比無相變時的大。而對流換熱有相變時，流體吸收或放出汽化潛熱。? （ 4）流體的相變? 流體是否發(fā)生了相變，對對流換熱的影響很大。? （ 3）流體的物理性質(zhì)? 流體的物理性質(zhì)如密度 ρ、動力粘度 ν、導(dǎo)熱系數(shù) λ以及定壓比熱容 cp等，對對流換熱有很大的影響。紊流時，紊流核心的熱阻較小，對流換熱系數(shù)的大小主要取決于層流底層的熱阻。 影響對流換熱系數(shù)的主要因素影響對流換熱系數(shù)的主要因素 對流換熱的概念及牛頓冷卻公式13? （ 2）流體的流態(tài)? 流體的流動存在著兩種不同形式的流態(tài)，即層流和紊流?！?），強制
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