考研华科动力机械复试内燃机08第五章 对流换热的理论基础12.ppt_第1页
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第五章对流换热的理论基础 5 1对流换热概说 5 2对流换热问题的数学描述 5 4流体外掠平板传热层流分析解及比拟理论 5 3边界层型对流换热问题的数学描述 5 1对流换热概说 牛顿冷却公式 对流换热系数 热对流与对流换热有何区别 热对流 对流换热 思考题 1 影响换热系数的因素 2 对流换热的分类 3 研究对流换热系数的方法 讨论三方面内容 1 影响换热系数的因素 1 流体流动的起因 自然对流 强制对流 在其它条件相同时 强制对流换热强度大于自然对流 为什么自然对流的换热系数要比受迫对流时低 夏天开动风扇时人们感到凉快 你认为空气温度是升高了还是降低了 思考题 2 换热壁面的热状态 壁温的大小 在其它条件相同时 无相变比有相变时换热小得多 3 流体流动的状态 其它条件相同时 湍流换热强度强于层流换热 5 流体的热物性 导热系数 比热容c 动力粘度 密度 4 换热壁面的几何因素 换热壁面的形状 大小以及相对于流动方向的位置都会引起换热系数的变化 水平板热面朝上 水平板热面朝下 1 受迫对流换热主要受哪些因素的影响 它们是如何影响换热的 2 增强对流换热有哪些措施 若发现滑油冷却器温度过高 就应开大冷却阀门来加大冷却水流量 使出口的滑油温度下降 试分析这是由于改变了哪些条件才取得了这一效果 思考题 2 平均换热系数 局部换热系数和平均换热系数 影响换热系数的因素很多 1 局部换热系数 2 对流换热的分类 对流换热 无相变 有相变 自然对流 强制对流 混合对流 沸腾换热 凝结换热 内部流动 外部流动 大空间自然对流 有限空间自然对流 大容器沸腾 管内沸腾 管内凝结 管外凝结 分析法 实验法 比拟法 数值法 1 数学分析法 建立一个对流换热的物理模型 根据质量守恒 能量守恒和动量守恒方程 利用某一特定现象的单值条件 进行数学分析 求得换热系数 3 研究对流换热系数的方法 将对流换热过程中的热量传递和动量传递相类比 用数学关系式将两个传递现象联系起来 由流体流动的阻力规律来求解对流换热规律 2 类比法 3 实验法 4 数值解法 求解所得到的直接结果是流体中的温度分布 得h 5 2对流换热问题的数学描述 以二维 常物性 不可压缩流体 无内热源的非稳定流动为例的对流换热微分方程组 2 基于动量定律的动量微分方程 1 基于质量守恒定律的连续性微分方程 3 基于能量守恒定律的能量微分方程 式 5 7 5 10 共四个方程 其中包含有4个未知数 u v p t 原则上可以求解 4 对流换热过程的单值条件 1 几何条件 换热物体的形状和尺寸 2 物性条件 流体的种类以及热物性参数 4 边界条件 流体边界面上的速度和温度等 3 时间条件 过程
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