理學(xué)對(duì)流換熱ppt課件-在線瀏覽
2025-05-09 06:00本頁面
【正文】 體積膨脹系數(shù) β 值愈大 ，密度差愈大， 有利于自然對(duì)流。 綜上所述，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是眾多因素的函數(shù)： ( , , , , , , , , )w f ph f v t t c l? ? ? ?? 流體無相變時(shí)， h= f (u， l， μ,λ ， ρ ， Cp， βgΔt) 根據(jù) π定理 cbpa tglcluKl )()()(h223??????????對(duì)流傳熱中的特征數(shù) 特征數(shù) 特征數(shù)形式 特征數(shù)的物理意義 Nusselt number 表示傳熱膜系數(shù)的特征數(shù)，并表明流體的導(dǎo)熱系數(shù)與換熱器壁幾何尺寸的作用。 Prandtl number 表明流體的某些物理性質(zhì)對(duì)傳熱的影響。 物理量 h—傳熱膜系數(shù)； ?—導(dǎo)熱系數(shù)； l—傳熱面的特征幾何尺寸 (管徑或平板高度等 )； Cp—流體的比定壓熱容； ?—流體的膨脹系數(shù)。每個(gè)關(guān)聯(lián)式所規(guī)定。 R e P ra b cN u K G r? ? ? ? （一）流體在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流傳熱 圓形直管強(qiáng)制湍流時(shí)的對(duì)流傳熱系數(shù) （ 1）低黏度流體 應(yīng)用條件 ： 特征尺寸 l：管內(nèi)徑 d 定性溫度：流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值 應(yīng)用范圍： Re＞ 104； ＜ Pr＜ 120； l/d≥60； μ＜ 2 mPa 0 . 80 . 0 2 3 R e P r nNu ?（ 2）高黏度流體 應(yīng)用條件 ： 特征尺寸 l：管內(nèi)徑 d 應(yīng)用范圍： Re＞ 104； ＜ Pr＜ 16700； l/d60； μ＜ 2 mPa （ 4）彎管 在用以上兩式計(jì)算的 α ，應(yīng)乘以 彎管效應(yīng)校正系數(shù) ，因?yàn)榱黧w在彎管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于離心力的作用，擾動(dòng)增大，其 α 值較直管的大一些。 （ 1） 只有在小管徑、水平管、壁面與流體之間的溫差比較小時(shí)、流速比較低的情況下才有嚴(yán)格的層流傳熱。當(dāng) Gr 104時(shí)，自然對(duì)流影響可忽略 應(yīng)用范圍： Re 2300； 51. 86 101Ref???10 . 1 431 . 8 6 ( R e P r ) ( )wdNul???R e Pr 1 0dl ?特征尺寸：管內(nèi)徑 定性溫度： μ w 取壁溫，其余取流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值 （ 2）當(dāng) Gr 104時(shí)，自然對(duì)流影響不能忽略，由上式計(jì)算的 α 值應(yīng)乘以校正系數(shù) ( 1 )f G r?? 此時(shí)。對(duì)于平行平板有： hL/1/Nu ??即努塞爾數(shù)等于導(dǎo)熱熱阻與對(duì)流熱阻之比。 平板傾斜角在 0176。 范圍內(nèi)變化時(shí) Nu數(shù)和 Ra數(shù)的關(guān)系式 ?? ?????? ]1)5 8 3 0c o s[(]c o s1 7 0 8)( s i n1[]c o s1 7 0 81[ 3/ ????RaRaRa式中 “ +”指數(shù)表示方括號(hào)的值為正時(shí)，此項(xiàng)有意義，若方括號(hào)中 的值為負(fù)，則用零來代替。平行平板間有一塊平板是絕熱的，另一 塊保持等熱流或等溫狀態(tài)，且平板間的層流邊界層和熱邊界層都 處于充分發(fā)展的系統(tǒng)，給出等熱流的 Nu=，等壁溫的 Nu=。 設(shè)計(jì)太陽能集熱器的目標(biāo)之一，是設(shè)法減小通過覆蓋面的熱損失。當(dāng)流體停止運(yùn)動(dòng)時(shí)， 兩板間的換熱只有通過導(dǎo)熱和輻射起作用。 兩平行平板間加裝一些薄板條，它相當(dāng)于把大空間分成許多小空 間，并不真正形成蜂窩結(jié)構(gòu)。 為了評(píng)價(jià)采用薄板條抑制對(duì)流的效果，將加裝板條的 Nu與在同樣 設(shè)備上得到的沒有板條的公式相比較， },1)45[ co s ( ax {]1, ax [NuNu2121??? ?LLRaRacc只要流體運(yùn)動(dòng)沒有得到抑制（ Nu1），兩個(gè) Nu數(shù)之比就和 Ra數(shù)無關(guān)。 ，只要縱橫比小于 （即 c1=,c2=） ，加了薄板條就能減小對(duì)流損失。如在垂直方向上再加一 些薄板條，就可組成正方形或矩形的蜂窩結(jié)構(gòu)。 ＜ β ＜ 90176。 加蜂窩后的 Nu數(shù)宜保持為 。 T1 —熱面溫度； T2 —冷面溫度； L —壁間距； C（ β ） —傾斜角修正系數(shù)。 V型槽結(jié)構(gòu)肯定能改進(jìn)輻射特性（多次反射，多次吸收可提高吸 收率），但至少部分增益會(huì)被對(duì)流損失的增加而抵消。 如何計(jì)算室外有風(fēng)情況下的平板熱損失，對(duì)于太陽能集熱器的 研究具有重要意思。 在 ，對(duì)流換熱系數(shù)為： h=+ 上式既考慮自然對(duì)流又考慮輻射的影響?！?）。但從第二排開始，流體在錯(cuò)列管束間通過時(shí)受到阻攔，使湍動(dòng)增強(qiáng)，故錯(cuò)列式管束的對(duì)流傳熱系數(shù)大于直列式。 使用范圍 ： Re = 5 1037 104， x1/d = ， x2/d = 特征尺寸 ：管外徑 d 特征溫度 ：取流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值 流速 u取流動(dòng)方向上最窄通道處的流速 0 . 4R e P rnN u C ??排數(shù) 直列 錯(cuò)列 C n ε n ε 1 x1/d = C=1+x1/d3時(shí) C= 2 3 4 由于上式求出各排的對(duì)流傳熱系數(shù)不同，故管束的平均對(duì)流傳熱系數(shù)為： hi ——各排的對(duì)流傳熱系數(shù)， W / （ m2 定性溫度：膜溫， tm= (t w+ t ) / 2 Gr中的 Δt = t w t t w ：壁溫 t ：流體溫度 ( Pr ) nNu C G r?322()p ncg t lCl
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