单相流体对流换热及准则关联式-2

510

5Re ×<:

const E.Pohlhausen ，1921）关联式：x

u ∞=Re ;Pr Re 332.0315.0精确解

n

三、横掠管束（Flow across tube banks）

管壳式换热器中

流体绕流管束

汽车拖拉机冷却水

箱中空气绕流管束

空调器中流体在蒸

发器或冷凝器中绕

流管束

1、流动和换热情况

顺排、叉排

In-line tube rows

Staggered tube rows

后几排管子的表面传热系

数是第一排的1.3~1.7倍

顺排、叉排

：层流

3

10Re <后半周涡旋流

前半周层流：

;

102~105Re 52××=：紊流

5102Re ×>

2、表面传热系数的计算关联式

茹考思卡斯（Zhukauskas ）关联式：

N p

w f f n f f S S C Nu ε⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=2125.036.0Pr Pr Pr Re N ε—管排数影响的校正系数500

6.010216

≤<×≤≤f f Pr Re 适用范围：f

w t t 、定性温度:特征长度: 管外径D

S 1/S 2—相对管间距

s 1

§6-3 自然对流换热

一、概述静止的流体，与不同温度的

固体壁面相接触，热边界层

内、外的密度差形成浮升力

（或沉降力）

导致流动

t

g g f f B ∆=−=αρρρ )(固体壁面与流体的温差是

自然对流的根本原因

Natural Convection Heat Transfer

层流：

8

10Pr Gr <湍流：

1010

Pr Gr >过渡区：

10

810Pr Gr 10<<自模化现象：在常壁温或常热流边界条件下，达到旺盛紊流时，h x 将保持不变，与壁面高度无关

x u u ⎜⎜⎝

⎛+∂∂ρ

u ⎜⎜⎝

⎛∂∂ρ

湍流换热（Bailey

Nu

=

x

湍流换热（Vliet .0==

x x x

h Nu λ

四、有限空间中的自然对流换热

有限空间自然对流换热：热由封闭的有限空间高温壁传到它的低温壁的换热过程

靠近热壁的流体因浮升力而向上运动，靠近冷壁的流体则向下运动

有限空间中的自然对流换热是热壁与冷壁间两个自然对流过程的组合

扁平矩形封闭夹层

竖壁夹层

水平夹层

倾斜夹层

（1）夹层厚度δ与高度H 之δ/H 比较大（大于0.3），冷热两壁的自然对流边界层不会互相干扰。可按无限空间自然对流换热规律分别计算冷、热两壁的自然对流换热及夹层总热阻

有限空间中的自然对流换热除了与流体性质、两壁温差有关外，还

受空间位置、形状、尺寸比例等的影响

1、竖壁封闭夹层

的自然对流换热问

题可分为三种情况

流动特征取决于以厚度

δ

文献中封闭夹层的换热强弱也用当量导热系数表示：

()()(12121Nu w w w e w w t t t h t t −=−=−δλδλ

λδδ