热工基础对流换热PPT课件

1、110-1 第1页/共81页2xAq dAwfxxAhttdAwfwfxtttt常数wfxAtth dA1xAhh dAAwfxxxqhtt第2页/共81页3 第3页/共81页4第4页/共81页5第5页/共81页611ppvvtt 第6页/共81页7wf,hfuttcl第7页/共81页8第8页/共81页910-2 对流换热的数学描述对流换热的数学描述l310Knl l第9页/共81页10uy0,xyxtqy 流体导热系数流体导热系数第10页/共81页11wxxxqhtt0,yxty w0,xyxxthtty w0ythtty qx第11页/共81页12dxxdyy02xDupFudx 2yDv

2、pFvdy 2222xuuupuuuvFxyxxy2222yvvvpvvuvFxyyxy0uvxy第12页/共81页13dxxdyy0 xh xdh x+ xdx+ xyh ydy+ ydh y+ yddhUptttcuvxy2222ttxy2Dtatd 2tat 第13页/共81页140uvxy2222xuuupuuuvFxyxxy2222yvvvpvvuvFxyyxyptttcuvxy2222ttxy第14页/共81页15第15页/共81页16w, , ,qf x y zwwqtnw, , ,tf x y z第16页/共81页17第17页/共81页182. 边界层理论与对流换热微分方程组的

3、简边界层理论与对流换热微分方程组的简化化0.99uul0yuy第18页/共81页1956c2 10 3 10cuxRe5c5 10Re ww0.99ttttt第19页/共81页20Prattt第20页/共81页21tl、第21页/共81页220uvxy2222xuuupuuuvFxyxxy2222yvvvpvvuvFxyyxyptttcuvxy2222ttxytl、yxuv第22页/共81页230uvxy221uudpuuvxydxy ttuvxy22tayddddpuuxx 第23页/共81页240uvxy22uuduuuvuxydxyttuvxy22tay212pu常常数数dpduudxd

4、x 第24页/共81页2510-3 外掠等壁温平板层流换热分析解简外掠等壁温平板层流换热分析解简介介 第25页/共81页26w0ythtty 0YlY w0YwtthttlY 0YhlY0YNuYww,ttxyuvXYUVlluutthlNu第26页/共81页270uvxy22uuuuvxyyttuvxy22tay0UVXY221UUUUVXYReY221UVXYRe PrYu lRe(, ,)Uf X Y Re(, ,)Vf X Y Re(, ,)f X Y Re,Pr0YNuY,Nuf Re Pr第27页/共81页282 外掠平板层流换热分析结果外掠平板层流换热分析结果,Nuf Re Pr

5、wf,hfuttcl1/25.0 xRexxu xRe第28页/共81页29w,0,xyxuy2f,2xucf,xcff,01dlxccxl1/2f,22lClc1/201dlCxxlu lRe1/2f,0.664xxcRe1/2f1.328cRe1/3tPrxu xRe第29页/共81页301/21/30.332xxxh xNuRePr01dlxhhxl1/201 dlC xxl1/22 2x lC lh22lx lhlhlNuNu1/21/30.664NuRePrmw12tttxu xRe第30页/共81页311/21/30.453xxNuRePr1/21/30.332xxNuRePrwx

6、xfxqhttq常数wfxtt常数ww01dlffxttttxl01dlxqxlh0dlxqxxlNuhlNu1/21/30.680NuRePr1/21/30.664NuRePrwfqltt20dlxlxxNu第31页/共81页323. 动量传递与热量传递的比拟动量传递与热量传递的比拟 221UUUUVXYReY221UVXYRe PrY第32页/共81页33pNuhStRePrC u1/21/30.664NuRePr2/31/20.664St PrRe1/2f1.328cRe2/3f2cSt Prf2cSt 第33页/共81页3410-4 对流换热的实验研究方法对流换热的实验研究方法第34页

7、/共81页35,ABC ,AAAC ,BBBC ,CCCC,ABCCCC第35页/共81页36312123 TCTC/,/TT第36页/共81页37312123lrrrRdlCrrrRdllC/,/rR rR 第37页/共81页38 30121230uuuuuCuuuuuC0/u u331122000000,uuuuuuuuuuuu第38页/共81页39w0 ythtty 0wythtty ,lxylCxyl hhCh0hlwyC CthCtty ww ,ttttCCttt1hlC CC h lh l NuNu第39页/共81页40Re = Re ,Pr = Pr第40页/共81页41第41页

8、/共81页42第42页/共81页432. 相似原理指导下的实验研究方法相似原理指导下的实验研究方法 第43页/共81页44nmNuf Re , PrCRe PrnNuf RecRelglglgNucnRehlulNuRe、wfhA tt第44页/共81页45nmNuCRe Pr第45页/共81页4610-5 单相流体对流换热特征数关联单相流体对流换热特征数关联式式第46页/共81页47 m2300u dRe4230010Re410Re 第47页/共81页4864fRe2m2lupfd 第48页/共81页49wwf0ttx ttwftt、wwfwfr Rr Rtttrrttttwfwfwfxxx

9、httqhttttxh 第49页/共81页500.05tlRePrd0.05lRed第50页/共81页51xxxqht,xxht 第51页/共81页52 lnttttt 0.5/2tt12ttt 第52页/共81页53第53页/共81页54第54页/共81页55ce4AdP第55页/共81页560.141/3ffffw1.86dNuRe Prlf0.4816700Pr0.141/3fffw2dRe Prlfw0.00449.75第56页/共81页570.8fff0.023nNuRePrwfwf0.40.3ttntt4f10 , /60Rel df0.7160 ,Pr0.140.81/3ffff

10、w0.027NuRePr4ff0.716700 ,10,/60PrRel d第57页/共81页582/3ff1/22/38100011 12.781tfRePrdNuclfPr6ff0.52000 , 23005 10PrRe 2f0.79ln1.64fRe0.45ffww, 0.51.5tTTcTT0.11ffww, 0.0520tPrPrcPrPr第58页/共81页590.452/30.80.4ffffw0.02141001dTNuRePrlT6fffw0.61.5, 0.51.5, 230010TPrReT0.112/30.870.4ffffw0.0122801dPrNuRePrlPr6

11、fffw1.5500 , 0.0520 ,230010PrPrRePr第59页/共81页602. 外掠壁面强迫对流换热外掠壁面强迫对流换热 2/3ff8fStPrffffpNuhStRe PrC u第60页/共81页611/21/30.332xxNuRePr1/21/30.664NuRePr1/21/30.453xxNuRePr1/21/30.680NuRePr55 10 xRe 0.51000Pr4/51/30.0296xxNuRePr4/51/30.0308xxNuRePr0.660Pr575 1010 xRe第61页/共81页62,l,t01ccxlxxxhh dxh dxl4/51/3

12、0.037871NuRePr0.660Pr575 1010 xRemw12ttt第62页/共81页63u dRe第63页/共81页64551.2 10Re80 8551.2 10Re 140第64页/共81页65h dNuwnmNuCRe PrPr Pr60.7500, 110PrRe第65页/共81页66wnmNuCRe PrPr Pr9030 9021 0.54cos 第66页/共81页670.250.36ffffwmnPrNuCRe PrPr6ff12 100.6500RePr、90第67页/共81页6810-6 自然对流换热自然对流换热 第68页/共81页691. 自然对流换热的数学描

13、述自然对流换热的数学描述 w0ythtty 0uvxy22xuudpuuvFxydxyttuvxy22tayxFg dpgdx 第69页/共81页7022uuuuvgxyyg11ppvvtt 1tt tt22uuuuvgxyy 第70页/共81页71w00w,ttxyuvXYUVlluutt22uuuuvgxyy 2212UUGrUUVXYReReY32gtlGr第71页/共81页720UVXY221UVXYRe PrY2212UUGrUUVXYReReY0YNuY2/Gr Re2/Gr Re(,)Nuf Re Gr Pr2/1Gr Re (,)Nuf Re Pr2/1Gr Re (,)Nuf

14、 Gr Pr第72页/共81页73f f TT1/44xGryx1/22xuxfGr ttttT*w第73页/共81页74tRaGr Pr第74页/共81页752. 大空间自然对流换热特征数关联式大空间自然对流换热特征数关联式()nnNuC GrPrcRamw12ttt壁面形状与位置 流动情况 特征长度 Cn适用范围GrPr 垂直平壁或圆柱 壁面高度 0.59 0.101/4 1/3 水平圆柱 圆柱外径d0.850.480.1250.1881/41/3 4910 1091310 102410 104710 1071210 10第75页/共81页764710 1071110 1051110 10水平热壁上面或水平冷壁下面平壁面积与周长之比A/U圆盘取0.9d0.54 0.15 1/4 1/3 水平热壁下面或水平冷壁上面平壁面积与周长之比A/U圆盘取0.9d 0.27 1/4 1/435dHGr第76页/共81页7743w22xxxxh xg q xgtx