单相流体对流传热特征数关联式

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1、1.管内紊流(Re≥104)换热准则关系式流体被加热时n=0.4；流体被冷却时n=0.3。气体被加热被冷却被加热被冷却液体2.管内层流换热准则关系式(Re<2300)3.管内过渡流(2300

2、式一、流体平行流过平板时的换热计算§6-4外部强制对流传热局部：平均：使用范围：Rel＜5×105时，流动边界层为层流流动,其传热计算的准则关系式：§6-4外部强制对流传热使用范围：局部：平均：Rel＞5×105时，如果将整个平板都视为紊流状态，其传热计算的准则关系式如下：复合边界层时:整理为：=5×105特征流速u∞，定性温度tm=（tw+t∞）/2。§6-4外部强制对流传热例1：温度为40℃压力为一个大气压的空气，平行掠过一块表面温度为100℃的平板上表面，平板下表面绝热。平板沿流动方向长度为0.2

3、m，宽度为0.1m。按平板长度计算的Re为4×104。试确定：(1)平板表面与空气间的表面换热系数和换热量。(2)如果空气流速增加一倍，压力增加10倍，平板表面与空气的表面传热系数和传热量。（1）雷诺数4×104＜5×105，流动边界层为层流流动,传热计算准则关系式为：解：空气定性温度为tm=(40+100)/2=70℃，空气物性参数为:μm=20.6×10-6Pa·s，ρm=1.029kg/m3，Prm=0.694，λm=2.96×10-2W/(m2·K)。（2）若u2=2u1，p2=10p1，ρ2=

4、10ρ1湍流一、横掠单管（或柱）时的强迫对流传热物体外掠一切非流线型物体时，都会发生边界层分离。§6-4外部强制对流传热1.边界层分离123p1>p2u3§6-4外部强制对流传热在增压减速过程中，流体由压力转变来的动量会逐步再转变为流场的压力，此时近壁面流体不但会因动量的耗散而没有足够的动量转化为压力，而且会在逆向压力的作用下产生逆向流动，导致流体边界层发生分离。ABSABSA→C：流道截面积↓,流速↑,压力↓(顺压梯度)；C→S：流道截面积↑,流速↓,压力↑(逆压梯度)；S点：。

5、SS'以下：边界层脱离固体壁面，而后倒流回来，形成涡流，出现边界层分离。§6-4外部强制对流传热汽车在路面上飞驰而过，汽车后面会扬起高高的尘土。§6-4外部强制对流传热Re<10时,流动不发生分离现象；10＜Re＜1.5×105时,边界层为层流，分离点在80º≤Φ≤85º；Re≥1.5×105时，边界层在分离（脱体）前已变为紊流，由于紊流边界层中紊流动量交换的加强，从而使边界层分离点推后到φ≈140º处；2.分离点位置及圆管表面局部表面传热系数的变化§6-4外部强制对流传热3.圆管表面平均表面传热系数关

6、联式特征流速:来流速度；特征长度:管子外径；特征温度:膜平均温度§6-4外部强制对流传热当β=0时，用纵掠平板公式计算。修正系数斜掠圆管表6-5例2：其他条件相同时，同一根管子横向冲刷与纵向冲刷相比，哪个的表面传热系数大，为什么？横向纵向横向冲刷时表面传热系数大。纵向冲刷时相当于外掠平板的流动，热边界层较厚，而横向冲刷时热边界层薄且存在边界层分离产生的旋涡，增加了流体的扰动，因而换热强。例3：为了测量管内流体温度，测温套管有A,B两种布置方式，如图所示。为了使测温误差减小，问应选取哪种布置方式，并说明理

7、由。三、流体横掠管束时的强迫对流换热§6-4外部强制对流传热除管径影响传热系数外，管距、管排数和排列方式也影响对流换热系数。（a）顺排(b)叉排§6-4外部强制对流传热流体横掠顺排管束平均表面传热系数关联式（表6-7）流体横掠叉排管束平均表面传热系数关联式（表6-8）§6-5大空间与有限空间内自然对流传热自然对流换热：由于固体壁面与流体间存在温差，使流体内部温度场不均匀，导致密度场的不均匀，在重力场作用之下产生浮升力而促使流体发生流动，引起热量交换。1)温度与速度分布一、自然对流换热现象的特点ytt∞x

8、t以竖直平板在空气中自然冷却过程进行分析。0u§6-5大空间与有限空间内自然对流传热2)流动形态层流区紊流区过渡区hxx物理意义：浮升力与粘性力的比值3）自然对流传热的控制方程与相似特征数§6-5大空间与有限空间内自然对流传热Gr是层流向紊流转变的依据传热面上边界层的形成和发展不受周围物体干扰的自然对流传热称为大空间自然对流传热，否则称为有限空间对流传热。二、大空间自然对流传热关联式1.恒壁温Gr中的Δt：体膨胀系数αv=1/T。特征温度：