管內(nèi)強(qiáng)制對流傳熱課件

1、傳熱學(xué)內(nèi)部流動強(qiáng)制對流傳熱傳熱學(xué)內(nèi)部流動一、管內(nèi)強(qiáng)制對流傳熱流動和換熱的特征1. 管內(nèi)的流動狀態(tài)Re104 湍流（采用雷諾數(shù)判斷）一、管內(nèi)強(qiáng)制對流傳熱流動和換熱的特征1. 管內(nèi)的流動狀態(tài)Re2. 流動和換熱的入口段及充分發(fā)展段速度邊界層流動的入口段流動的充分發(fā)展段溫度邊界層換熱的入口段換熱的充分發(fā)展段hx不再發(fā)生變化2. 流動和換熱的入口段及充分發(fā)展段速度邊界層流動的入口段流3. 強(qiáng)制對流傳熱特征數(shù)關(guān)聯(lián)式努賽爾數(shù)雷諾數(shù)普朗特數(shù)其中:確定流體物性參數(shù)（、Pr 等）的溫度稱為定性溫度；l 稱為特征尺度（或特征尺寸）；u 稱為作特征速度。3. 強(qiáng)制對流傳熱特征數(shù)關(guān)聯(lián)式努賽爾數(shù)雷諾數(shù)普朗特數(shù)其中:1.

2、 迪圖斯-貝爾特（Dittus-Boelter）關(guān)聯(lián)式：式中:取流體平均溫度作為定性溫度；取管子內(nèi)徑d為特征尺度；取截面的平均流速作特征速度。二、湍流換熱實驗關(guān)聯(lián)式1. 迪圖斯-貝爾特（Dittus-Boelter）關(guān)聯(lián)式：1. 迪圖斯-貝爾特（Dittus-Boelter）關(guān)聯(lián)式：二、湍流換熱實驗關(guān)聯(lián)式適用的參數(shù)范圍：1. 迪圖斯-貝爾特（Dittus-Boelter）關(guān)聯(lián)式：對于彎管 由于管道彎曲改變了流體的流動方向，離心力的作用會在流體內(nèi)產(chǎn)生如圖所示的二次環(huán)流，結(jié)果增加了擾動，使對流換熱得到強(qiáng)化。對于氣體： 對于液體： 對于彎管 由于管道彎曲改變了流體的流動方向，離心力的作對于短管（考慮

3、入口效應(yīng)）修正系數(shù)：考慮彎管和短管修正后的迪圖斯-貝爾特關(guān)聯(lián)式:對于短管（考慮入口效應(yīng)）修正系數(shù)：考慮彎管和短管修正后的迪圖三、管內(nèi)層流換熱關(guān)聯(lián)式適用的參數(shù)范圍：1.入口段關(guān)聯(lián)式:齊德泰勒（Sieder-Tate）關(guān)聯(lián)式管子處于均勻壁溫三、管內(nèi)層流換熱關(guān)聯(lián)式適用的參數(shù)范圍：1.入口段關(guān)聯(lián)式:齊德2. 層流充分發(fā)展換熱的 Nu 數(shù)對于圓管：對于其它截面，可參考相關(guān)資料。2. 層流充分發(fā)展換熱的 Nu 數(shù)對于圓管：對于其它截面，可（1）利用雷諾數(shù)判斷流動的狀態(tài);四.總結(jié)管內(nèi)對流傳熱的一般步驟 （2）選用合適的實驗關(guān)聯(lián)式;（3）計算出努塞爾數(shù)，進(jìn)一步得到表面?zhèn)鳠嵯禂?shù);（4）根據(jù)牛頓冷卻公式計算出對流

4、傳熱量。（1）利用雷諾數(shù)判斷流動的狀態(tài);四.總結(jié)管內(nèi)對流傳熱的一例題：在一冷凝器中，冷卻水以1m/s的流速流過內(nèi)徑為10mm、長度為3m的銅管，冷卻水的進(jìn)、出口溫度分別為15和65。忽略對流傳熱溫差的影響，試計算管內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。可查得水的物性參數(shù)為： W/(mK)，m2/s，解：冷卻水的平均溫度為例題：可查得水的物性參數(shù)為： W/(mK)，m2/s，解：= 5804W/(m2K)l/d=3/0.0160圓管內(nèi)對流傳熱問題，流速1m/s，內(nèi)徑10mm，管長3m，水的進(jìn)、出口溫度分別為15和65。計算管內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。選用迪圖斯-貝爾特關(guān)聯(lián)式= 5804W/(m2K)l/d=3/0.0160圓管內(nèi)5804W/(m2K)5804W/(m2K)練 習(xí)定性的畫出管內(nèi)層流強(qiáng)制對流傳熱的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) hx 的沿程變化。有一管殼式換熱器，已知換熱管的內(nèi)徑為17mm，單程管子的根數(shù)為50根，單程管長為4m。熱水走管程，熱水的流量為33t/h，熱水的進(jìn)、出口溫度分別為55和45。試計算該換熱器管內(nèi)側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。有一外徑為140mm蒸汽管道，其外側(cè)敷設(shè)有厚度為30mm的保溫材料，保溫層外側(cè)壁溫為50，室外空氣溫度為10，空氣以3m/s的速度橫向吹過該管道，試計算單位