知识点:层流状态的对流换热计算PPT讲解

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Nu f 0.15Re f
0.3 Grf Pr w

0.25
(1)
利用上式可求出管道全程长度的平均换热系数。这个公 式适用于任何流体,并且也考虑了热流方向和自由流动的影 响。
知识点:层流状态的对流换热计算
上式是以流体的温度tf作为定性温度,以管子内径d作为 定型尺寸。对非圆形截面的流道,定型尺寸可采用当量直径 de。Prw是以壁面温度tw作定性温度的普朗特准则。 在管内作层流运动的流体为粘度较大的油类时,自然对 流被抑制,流动呈严格的层流状态。对于这种情况,式(1) 中的准则,此时求得的换热系数为层流时的最低值。 (2)当l/d <50时,对流换热系数可按式上式求出α 值 后再乘以管长修正系数ε f,其值可由表1查得。
知识点:层流状态的对流换热计算
雷诺数小于2300时流体在管内处于层流运动状态,由于 各部分之间换热靠导热方式,因此换热过程比较缓慢。在这 种情况下,自然对流的产生会造成流体的扰动,因而显著增 强了换热,这就使得在层流时,自由流动的影响不能忽略。 考虑到上述影响,流体在层流时放热的准则方程式具有 下列形式: (1)当l/d≥50,且(Gr.Pr)>8×105时
f w

0.14
(2)
层流的管长修正系数ε
l d
1 1.90 2 1.70 5 1.44 10 1.28 15 1.18
f
表1
30 1.05 40 1.02 50 l
20 1.13
f
知识点:层流状态的对流换热计算
(3)当(Gr.Pr)<8×105时,层流换热可以用下式计算
d Nu f 1.86Re f Prf l
1 3 1 3 1 3
式中 d─管子直径,m; l─管长,m。 上式不能用于很长的管子,当管道太长时,d/l将趋近 于零。(2)式的定性温度和定型尺寸同(1)式。μ w是以 壁面温度tw作定性温度的动力粘滞系数。 由于层流的对流换热系数的数值很小,所以绝大多数的 换热设备都不是按层流范围设计的,只有在少数应用粘性很 大的流体的设备中才能见到层流流动。
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