王晶课件晶课件大学大学-学院学院山东理(1)化工原理化学化学传4第4章王晶课件里工大学化学化工学院学院X东理山东理授课教师：：王晶化学化工山
化工原理（I） 授课教师：王晶 第4章 传热-4
课件大学4.5对流传热系数关联式化工学院山东理牛顿冷却定律Q= αA(tw-t)流体被加热：X沃Q = αA(T-T)流体被冷却：化学化工学院α-对流传热系数给热系数，W/(m2·K)克化学化
α－对流传热系数、给热系数，W/(m2·K） Q A(t t) 流体被加热： = w − 流体被冷却： ( ) Q =A T −Tw 4.5 对流传热系数关联式 －－牛顿冷却定律
最课件晶课件学工大学化工学院东理影响α的主要因素发1.流体的状态：α相变>气、液α无相变晶课件工大学2.流体的物理性质化学化工学院影响α较大的物性有：pCp，μ，山东理3.流体的流动状态2&S克家雷诺数R1→Sl→热阻RI，αlα瑞>α层饰
一、影响α的主要因素 1.流体的状态： 影响较大的物性有：cp ，， 3.流体的流动状态 湍 层 相 变 无相变 雷诺数Re↑→δt↓→热阻R ↓，α↑ t = 2.流体的物理性质： 气、液
最课件晶课件学工大学4学化工学院4.引起流动的原因山东理aα自强自然对流：单位体积流体受到的浮升力αβg4tS晶课5.传热面的形状、大小和位置：不同的壁面形状、尺寸及与流体的相对位置影响流动形态从而影响的大小。化学菜
强 自 4.引起流动的原因： 5.传热面的形状、大小和位置: 不同的壁面形状、尺寸及与流体的相对位置影响流动形态 从而影响α的大小。 自然对流：单位体积流体受到的浮升力∝β·g·△t
最课件晶课件大学学院二(α的一般关联式因次分析的应用1.准数及其意义无相变时：α= f(u,p,l, μ,β.gt, a,c,柏金汉（Buckingham）的定理：对某一物理过程，用因次分析所得到的独立无因次数群（准数）的个数i，等于院总变量数n与基本因次数m之差，即.i=n-m山东X克式中：i-无因次数群个数化学n-总变量数；m - 基本因次数
( ) p 无相变时： = f u, ,l,, g t,,c i = n −m 式中： i－无因次数群个数； n－总变量数； m－基本因次数。 二、α的一般关联式－因次分析的应用 1.准数及其意义： 柏金汉（Buckingham）的定理：对某一物理过程，用 因次分析所得到的独立无因次数群(准数)的个数i，等于 总变量数n与基本因次数m之差，即
最课件晶课件大学4学院n=8, m =4,因此: i=n-m对给热过程：=4设四个准数分别为元，元1，元2，元3.则对流传热过程准数式为：晶课件王晶课件大学元=(元1,元2,元化学化工学院化学化工学院山东理新山东理克
对给热过程： n =8，m =4，因此：i=n-m =4 设四个准数分别为π，π1，π2，π3，则对流传热过程准 数式为： ( ) 1 2 3 = , ,
晶课件王晶课件学工大学学院学院步骤：①从方程中选取m(4)个变量作为核心物理量m个核心物理量应包含所涉及的全部因次这些物理量不包括待定物理量(α);V学院这m个物理量本身不能组成无因次数群此处选取I，P，μ，^作为核心物理量化学
步骤： ① 从方程中选取m(4)个变量作为核心物理量； 此处选取l，ρ，μ，λ作为核心物理量； ➢m个核心物理量应包含所涉及的全部因次； ➢这些物理量不包括待定物理量(α); ➢这m个物理量本身不能组成无因次数群
最课件王晶课件学大学学院学院步骤：②将剩下的四个变量分别与上面的四个核心物理量组成无因次数群：晶课件工大学元=lapb.μu.ad.α王晶课化工学院T = ["-pb . μ1 .ad山东理2 =a2 . pb2· μ2,c克元3 = ["s .pbs .μ's.al, βgAt化学
② 将剩下的四个变量分别与上面的四个核心物理量组成无因 次数群： l g t l c l u l a b c d p a b c d a b c d a b c d = = = = 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 3 2 1 步骤：
最课件王晶课件大学学院写出各物理量的因次式：3干M·0-3.T-1α一给热系数，W/m?.℃L1一定性长度，mM·L-3p一密度，kg/m学M·L-".0-!μ一粘度，N·s/m2学院L?.0-2.T-1C一定压比热容，J/(kg.℃)几一导热系数，W /m2.℃)M·L·0-3.T-1L.0-1u一流速，m/sL·0-2g△t一单位质量流体的浮力m/s2家
③ 写出各物理量的因次式： ( ) ( ) ( ) 2 2 1 2 3 1 2 2 1 p 2 1 1 3 3 2 3 1 / L u m/s L / M L T c / N s/m M L kg / M L m L W / M − − − − − − − − − − − g t m s W m J k g L T m l m T －单位质量流体的浮力， －流速， －导热系数， ℃ －定压比热容， ℃ －粘度， －密度， －定性长度， －给热系数， ℃
最课件晶课件沃④将各物理量的因次代入准数定义式中，并使各式中各基本因次的指数和为零。=1pbμcadα= La(M" L-3b)(M° L-°0-°)(Md L'-3d T-d)(MO-3T-I)晶课因为各基本因次的指数和为零S对L:a-3b-c+d=0a=1M:b+c+d+1=0东b=0京鲜c=00:-C-3-3=0T:-d-1=0-1d=
④ 将各物理量的因次代入准数定义式中，并使各式中各基本 因次的指数和为零。 ( )( )( )( ) −3 − − −3 − −3 −1 = = L M L M L M L T M T l a b b c c c d d d d a b c d 因为各基本因次的指数和为零 对L:a−3b−c+d = 0 M :b +c + d +1= 0 :−C −3−3 = 0 T : −d −1= 0 1 0 0 1 = − = = = d c b a