反应堆热工水力学09.ppt

5单相流分析 5 1单相流输运方程5 2单相流水力学分析5 3单相流传热分析 12 09 52 方程体系 2 傅里叶导热定律 在单位时间内通过单位面积的热量 正比于温度的梯度 其方向与温度梯度相反 12 09 52 方程体系 3 牛顿冷却公式 流体流过固体壁面的热流密度与壁面与主流之间的温差成正比 热流方向由高温指向低温 12 09 52 方程体系 4 准则数 努塞尔 Nusselt 数普朗特数 Prandtl 数在工程上 通常根据实验数据 把Nu用其它无量纲数表达出来 就可得到相应的对流传热系数计算结构关系式 12 09 52 方程体系 5 某些工况下的努塞尔数 12 09 52 方程体系 6 某些传热工况下的对流传热系数 12 09 52 方程体系 7 5 3 2圆管内层流传热分析 均匀加热下的热边界层 12 09 52 方程体系 8 圆管内边界层的发展 12 09 52 方程体系 9 圆管内充分发展区 速度其中 12 09 52 方程体系 10 圆管内充分发展区 能量方程代入速度分布对r积分 12 09 52 方程体系 11 圆管内充分发展区 再积分 得到得到 12 09 52 方程体系 12 圆管内充分发展区 主流平均温度 12 09 52 方程体系 13 圆管内充分发展区 12 09 52 方程体系 14 圆管内充分发展区 能量平衡因为得到 12 09 52 方程体系 15 回顾一下 条件 充分发展区并且均匀加热因为层流 所以有解析的速度分布把速度分布代入能量方程 忽略轴向导热然后可以对半径积分 得到径向温度分布T r 然后根据主流平均温度的定义 就可以得到Nu 12 09 52 方程体系 16 层流Nu 12 09 52 方程体系 17 入口段长度 以上分析只适用于充分发展区 而对于入口区 由于流动还没有定型 因此情况比较复杂 通常规定入口区的长度 12 09 52 方程体系 18 入口效应 12 09 52 方程体系 19 湍流传热分析 如何得到湍流情况下的径向速度分布 如何考虑径向的湍流交混引起的能量传递 12 09 52 方程体系 20 湍流传热分析 根据大量的实验数据分析 发现充分发展的湍流传热情况下努塞尔数为讨论 Re和Pr的物理含义 流动边界层厚度与热边界层的厚度之比 12 09 52 方程体系 21 圆形流道 Dittus Boelter关系式 12 09 52 方程体系 22 圆形流道 Seider Tate关系式Colburn关系式Silberberg Huber有机流体 12 09 52 方程体系 23 非圆形流道 棒束通道 水力直径和热力直径分别定义为 12 09 52 方程体系 24 棒束通道怎么办 12 09 52 方程体系 25 棒束通道 Presser Weisman 12 09 52 方程体系 26 入口效应 12 09 52 方程体系 27 金属流体传热分析 12 09 52 方程体系 28 棒束通道 12 09 52 方程体系 29 自然对流传热 12 09 52 方程体系 30 小结 层流传热分析方法湍流传热系数 12 09 52 方程体系 31 作业 5 6推导圆管内均匀壁温加热情况下 层流充分发展区的Nu 3 66 5 7某压水堆的棒束状燃料组件被纵向流过的水所冷却 燃料元件外径为9 8mm 栅距为12 5mm 呈正方形栅格排列 若在元件沿高度方向的某一个小的间隔内冷却水的平均温度为3