知识点：紊流状态的对流换热计算PPT.
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
紊流的管长修正系数ε
l/d Re 1×104 2×104 5×104 l×105 l×l06 ＜2000 1 1.65 1.51 1.34 1.28 1.14 1.90 2 1.50 1.40 1.27 1.22 1.1l 1.70 5 1.34 1.27 1.18 1.15 1.08 1.44 10 1.23 1.18 l.13 1.10 1.05 1.28 15 1.17 1.13 1.10 1.08 1.04 1.18
知识点：紊流状态的对流换热计算
再乘以修正系数ε R。对于螺旋管（即蛇形盘管），的数值可 按下式求得： 对于气体
R 1 1.77
对于液体
d R
（2）
d R 1 1.77 R
（3）
f
表2
30 1.07 1.05 1.04 1.03 1.02 1.05 40 1.03 1.02 l.02 1.02 1.01 1.02 50 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
20 1.13 1.10 1.08 1.06 1.03 1.13
对于（l/d≥50）的长管，沿管长的对流换热系数的变 化可以忽略。而对于短管（ l/d ＜50）时，应予修正，对 按长管求出的对流换热系数α 乘以管长修正系数ε f，其值 可由表2查得。 弯管中的换热计算，可先按直管计算，求得换热系数后
知识点：紊流状态的对流换热计算
流体的物性变化时相应公式
温差变化
当流体与壁面 具有中等以下 温差时（对空 气为50℃，液 体20℃左右）
表1
适用范围
流体的物性变化
流体被加热时
实用准则方程式
0.4 Nu f 0.023 Re 0.8 f Prf
流体被冷却时
0..3 Nu f 0.023 Re 0.8 Pr Prf=0.7～16700 l/d＞10
液体被冷却时
f Nu f 0.027 Re Pr w
0.8 f 1/3 f
0.25
气体被冷却时
1/3 Nu f 0.027 Re 0.8 f Prf
de
知识点：紊流状态的对流换热计算
Nu f 0.021 Re Pr
0.8 f
0.43 f
Prf Pr w
0.25
（1）
上式以流体的平均温度tf作为定性温度，以管子的直径 d或流道的当量直径de作为定型尺寸。适用于Ref≥104，Pr=
知识点：紊流状态的对流换热计算
0.6～2500的一切液体和弹性流体，也适合于截面为任何形 状(如圆形、矩形、三角形等)的流道。Prw是以壁面温度tw 作定性温度的普朗特准则。 对于空气，Pr=0.7，于是式（1）可简化为 （2） Nu f 0.018 Re 0.8 f 随流体与壁面之间温差变化流体被加热或被冷却在不同 的适用条件下，准则关联式也有较大差异，见表 1。当流体 与壁面具有较大温差时，对于液体，主要为粘度；气体则为 粘度、密度和导热系数等物性将有明显改变，此时准则方程 式用（μ f/μ w）n、（Tf/Tw）m作为不均匀物性影响的修正项, 对于流体与壁面具有中等温差时上述修正不予考虑。
Ref＞104 Prf=0.7～160 l/d≥10
液体被加热时
f Nu f 0.027 Re Pr w
0.8 f 13 f
0.11
当流体与壁面 具有较大温差 时
气体被加热时
1/3 Tf Nu f 0.027 Re 0.8 Pr f f Tw
知识点：紊流状态的对流换热计算
当流体为紊流状态流动时，流体各部分之间的热量传递 主要是依靠流体本身各部分之间的扰动混合。当Re＞104流体 达到旺盛紊流时，流体的扰动和混合过程非常剧烈，使得紊 流核心截面上的流体温度几乎一致。这种温度分布不会引起 流体的自由流动，所以流体的运动完全取决于受迫运动。 在不考虑自由流动时，考虑到定性温度的选择和消除热 流方向的影响，可得到下列准则方程式
l/d Re 1×104 2×104 5×104 l×105 l×l06 ＜2000 1 1.65 1.51 1.34 1.28 1.14 1.90 2 1.50 1.40 1.27 1.22 1.1l 1.70 5 1.34 1.27 1.18 1.15 1.08 1.44 10 1.23 1.18 l.13 1.10 1.05 1.28 15 1.17 1.13 1.10 1.08 1.04 1.18
知识点：紊流状态的对流换热计算
再乘以修正系数ε R。对于螺旋管（即蛇形盘管），的数值可 按下式求得： 对于气体
R 1 1.77
对于液体
d R
（2）
d R 1 1.77 R
（3）
f
表2
30 1.07 1.05 1.04 1.03 1.02 1.05 40 1.03 1.02 l.02 1.02 1.01 1.02 50 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
20 1.13 1.10 1.08 1.06 1.03 1.13
对于（l/d≥50）的长管，沿管长的对流换热系数的变 化可以忽略。而对于短管（ l/d ＜50）时，应予修正，对 按长管求出的对流换热系数α 乘以管长修正系数ε f，其值 可由表2查得。 弯管中的换热计算，可先按直管计算，求得换热系数后
知识点：紊流状态的对流换热计算
流体的物性变化时相应公式
温差变化
当流体与壁面 具有中等以下 温差时（对空 气为50℃，液 体20℃左右）
表1
适用范围
流体的物性变化
流体被加热时
实用准则方程式
0.4 Nu f 0.023 Re 0.8 f Prf
流体被冷却时
0..3 Nu f 0.023 Re 0.8 Pr Prf=0.7～16700 l/d＞10
液体被冷却时
f Nu f 0.027 Re Pr w
0.8 f 1/3 f
0.25
气体被冷却时
1/3 Nu f 0.027 Re 0.8 f Prf
de
知识点：紊流状态的对流换热计算
Nu f 0.021 Re Pr
0.8 f
0.43 f
Prf Pr w
0.25
（1）
上式以流体的平均温度tf作为定性温度，以管子的直径 d或流道的当量直径de作为定型尺寸。适用于Ref≥104，Pr=
知识点：紊流状态的对流换热计算
0.6～2500的一切液体和弹性流体，也适合于截面为任何形 状(如圆形、矩形、三角形等)的流道。Prw是以壁面温度tw 作定性温度的普朗特准则。 对于空气，Pr=0.7，于是式（1）可简化为 （2） Nu f 0.018 Re 0.8 f 随流体与壁面之间温差变化流体被加热或被冷却在不同 的适用条件下，准则关联式也有较大差异，见表 1。当流体 与壁面具有较大温差时，对于液体，主要为粘度；气体则为 粘度、密度和导热系数等物性将有明显改变，此时准则方程 式用（μ f/μ w）n、（Tf/Tw）m作为不均匀物性影响的修正项, 对于流体与壁面具有中等温差时上述修正不予考虑。
Ref＞104 Prf=0.7～160 l/d≥10
液体被加热时
f Nu f 0.027 Re Pr w
0.8 f 13 f
0.11
当流体与壁面 具有较大温差 时
气体被加热时
1/3 Tf Nu f 0.027 Re 0.8 Pr f f Tw
知识点：紊流状态的对流换热计算
当流体为紊流状态流动时，流体各部分之间的热量传递 主要是依靠流体本身各部分之间的扰动混合。当Re＞104流体 达到旺盛紊流时，流体的扰动和混合过程非常剧烈，使得紊 流核心截面上的流体温度几乎一致。这种温度分布不会引起 流体的自由流动，所以流体的运动完全取决于受迫运动。 在不考虑自由流动时，考虑到定性温度的选择和消除热 流方向的影响，可得到下列准则方程式