R心=吧Reod5(雷诺)表征流体流动型态对对流传热的影响。 m=兴 Prandtl(普兰特)反映流体物性对对流传热的影响 Gr=DMdl'p? Grashof(格拉斯霍夫)表征自然对流对对流传热的影响 2 (1)定性温度 由于沿流动方向流体温度的逐渐变化,在处理实验数据时就要取一个有代表性的温度以确定物 性参数的数值,这个确定物性参数数值的温度称为定性温度。 定性温度的取法:1)流体进出口温度的平均值tm=(t+t)2:2)膜温(tm+tw)2。 (2)特性尺寸 通常选取对流动与换热有主要影响的某一几何尺寸: 式的使用范围也就是有限的。 无相变 自然对流 湍流 a的关联式 过渡流 圆非园管 速汽冷汽凝 有相变液体沸腾 43.5无相变时对流传热系数的经验关联式 一、流体在管内的强制对流 1.圆形直管内的湍流 Nu=0.023Re0s Pr a=030学 使用范围:Re>10000,0.7<Pr<160,<2×105Pas,Vd50 注意事项: (1)定性温度取流体进出温度的算术平均值tm: (2)特征尺寸为管内径d: (3)流体被加热时,k=0.4,流体被冷却时,k=0.3: 上述取不同值的原因主要是温度对近壁层流底层中流体粘度的影响。当管内流体被加热时 靠近管壁处层流底层的温度高于流体主体温度 而流体被冷却时,情况正好相反。对于液体,其粘 度随温度升高而降 流底层减海 大多数体的导系数温度升也有所减少 但不显著,总时 液体被加热时的对流传热系数必 于冷却时的对流传热 高,点的结果使对流传热 气体被加热 数减 气体被加热时的对 热系 的导却时的对 流传 由于大多数气体的P nD04D0.3 故整个截面上的速度分布也将产生相应的变化。 (4)特征速度为管内平均流速。 以下是对上面的公式进行修正: a.高粘度 a=074学么 要考虑壁面温度变化引起粘度变化对a的影响(μ是在tm下:而μw是在t下)。在实际中,由 3 3 du Re = Reynolds(雷诺)表征流体流动型态对对流传热的影响。 c p Pr = Prandtl(普兰特)反映流体物性对对流传热的影响 2 3 2 g tl Gr = Grashof(格拉斯霍夫)表征自然对流对对流传热的影响 a p k g du c g tl C l ( ) ( ) ( ) 2 3 2 = (1)定性温度 由于沿流动方向流体温度的逐渐变化,在处理实验数据时就要取一个有代表性的温度以确定物 性参数的数值,这个确定物性参数数值的温度称为定性温度。 定性温度的取法:1)流体进出口温度的平均值 tm=(t2+t1)/2;2)膜温 t=(tm+tW)/2。 (2)特性尺寸 它是代表换热面几何特征的长度量,通常选取对流动与换热有主要影响的某一几何尺寸。 另外,实验范围是有限的,准数关联式的使用范围也就是有限的。 液体沸腾 蒸汽冷凝 有相变 ) 圆非圆管 直弯管 管内外 (形状 过渡流 湍流 层流 强制对流 自然对流 无相变 的关联式 4.3.5 无相变时对流传热系数的经验关联式 一、流体在管内的强制对流 1.圆形直管内的湍流 k Nu 0.023Re Pr 0.8 = p k du c d 0.023 ( ) ( ) 0.8 = 使用范围:Re>10000,0.7<Pr<160,<2×10-5Pa.s,l/d>50 注意事项: (1)定性温度取流体进出温度的算术平均值 tm; (2)特征尺寸为管内径 di; (3)流体被加热时,k=0.4,流体被冷却时,k=0.3; 上述 n 取不同值的原因主要是温度对近壁层流底层中流体粘度的影响。当管内流体被加热时, 靠近管壁处层流底层的温度高于流体主体温度;而流体被冷却时,情况正好相反。对于液体,其粘 度随温度升高而降低,液体被热时层流底层减薄,大多数液体的导热系数随温度升高也有所减少, 但不显著,总的结果使对流传热系数增大。液体被加热时的对流传热系数必大于冷却时的对流传热 系数。大多数液体的 Pr>1,即 Pr0.4>Pr0.3。因此,液体被加热时,n 取 0.4;冷却时,n 取 0.3。对于气 体,其粘度随温度升高而增大,气体被加热时层流底层增厚,气体的导热系数随温度升高也略有升 高,总的结果使对流传热系数减少。气体被加热时的对流传热系数必小于冷却时的对流传热系数。 由于大多数气体的 Pr<1,即 Pr0.4<Pr0.3,故同液体一样,气体被加热时 n 取 0.4,冷却时 n 取 0.3。 通过以上分析可知,温度对近处层流底层内流粘度的影响,会引起近壁流层内速度分布的变化, 故整个截面上的速度分布也将产生相应的变化。 (4)特征速度为管内平均流速。 以下是对上面的公式进行修正: a.高粘度 0.8 0.33 0.14 0.027 ( ) ( ) ( ) w p du c d = 要考虑壁面温度变化引起粘度变化对的影响(是在 tm 下;而W 是在 tw 下)。在实际中,由