2020年高中物理竞赛传热学基础05外部流动强制对流换热实验关联式共19张 课件_第1页
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1、2020,高中物理竞赛,第五章,对流换热,5-8,外部流动强制对流换热实验关联式,外部流动,换热壁面上的流动边界层与热,边界层能自由发展，不会受到邻近壁面存,在的限制,横掠单管,流体沿着垂直于管子轴线的方,向流过管子表面。流动具有边界层特征，还,会发生绕流脱体,边界层的成长和脱体决定了外掠圆管换热,的特征,1,3,Re,Pr,n,Nu,C,2,w,t,t,u,虽然局部表面传热系数变化比较复,杂，但从平均表面换热系数看，渐变规,律性很明显,可采用以下分段幂次关联式,式中,定性温度为,特征长度,为管外径,数的,特征速度,为来流速度,Re,实验验证范围,C,及,n,的值见表,5-5,15.5,982

2、,t,211046,w,t,对于气体横掠非圆形截面的柱体或管道的,对流换热也可采用上式,l,Re,Nu,注,指数,C,及,n,值见下表，表中示出的几何,尺寸,是计算,数及,数时用的特征长度,式中：定性温度为,适用于,的情形,4/5,5/8,1,2,1/3,2/3,1,4,0.62Re,Pr,Re,0.3,1,1,0.4,Pr,282000,Nu,2,w,t,t,RePr,0.2,上述公式对于实验数据一般需要分段整理,邱吉尔与朋斯登对流体横向外掠单管,提出了以下在,整个实验范围内都能适用,的准则式,2,横掠管束换热实验关联式,外掠管束在换热器中最为常见,通常管子有,叉排,和,顺排,两种排列方式。

3、叉,排换热强、阻力损失大并难于清洗,影响管束换热的因素除,数外，还有,叉,排或顺排,管间距,管束排数,等,Re,Pr,气体横掠,10,排以上管束的实验关联式为,Re,m,Nu,C,后排管受前排管尾流的扰动作用对平均,表面传热系数的影响直到,10,排以上的管子,才能消失,这种情况下，先给出不考虑排数影响的,关联式，再采用,管束排数,的因素作为修正,系数,C,和,m,的值见下表,2,r,w,f,t,t,t,Re,2000,40000,f,式中,定性温度为,特征长度为管外径,d,Re,数中的流速采用整个管束中最,窄截面处的流速,实验验证范围,C,和,m,的值,对于排数,少于,10,排,的管束，平均表,面传热系数可在上式的基础上乘以管排,修正系数,n,h,h,n,n,的值引列在下表,茹卡乌斯卡斯,对流体外掠管束换热总结出,一套在很宽的,数变化范围内更便于使用,的公式如下表所示,式中,定性温度,为进出口流体平均流速,特征长度,为管子外径,实验验证范围,Pr,Pr,w,Re,Pr,0.6,500,按管束的平

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