山西能源学院：《传热学》课程教学资源（PPT课件）第六章 单相对流传热的实验关联式（2/2）

山西限源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY §6.3 内部流动强制对流换热 实验关联式 一.管槽内强制对流流动和换热的特征 边界层的发展受到限制 1.流动有层流和湍流之分。 层流： Re<2300 圈 过渡区： 2300<Re<10000 ■ 旺盛湍流：10000≤Re 1

1 §6.3 内部流动强制对流换热 实验关联式 一. 管槽内强制对流流动和换热的特征 边界层的发展受到限制 1. 流动有层流和湍流之分。 ◼ 层流： ◼ 过渡区： ◼ 旺盛湍流： R e 2 3 0 0  2 3 0 0 R e 1 0 0 0 0   10000 Re 

山多移源宇花 参HANXI INSTITUT老OF ENEROY 2.入口段的热边界层薄，表面传热系数高。 层流入口段长度：1/d≈0.05RePr 湍流时，1/d≈60 入口段充分发展段 入口段充分发展段 h(0~x的平均值) ×h(0~x的平均值) h h 1.0 1.0 0 x/d x/d 层流 湍流 2

2 2. 入口段的热边界层薄，表面传热系数高。 ◼ 层流入口段长度： ◼ 湍流时， l d / 0 . 0 5 R e P r  l d / 6 0  层流 湍流

山西破源宇花 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 充分发展段的特点 流动充分发展段：流体径向速度分量为0；轴向速度不再 沿流向改变。 0 =0 热充分发展段：f及w与管内任意点的温度组成的无量 纲温度随管长保持不变 9→ r=R =const tw-tf 3

充分发展段的特点 流动充分发展段：流体径向速度分量为0；轴向速度不再 沿流向改变。 热充分发展段：tf及tw与管内任意点的温度t组成的无量 纲温度随管长保持不变 3 = 0; = 0   v x u = 0         − −   w f w t t t t x const t t r t t t t t r w f r R r R w f w = −         − =         − −   = =

山多能源宇院 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY Ot r=R h Or const )r=R =const tw- 即：常物性流体在热充分发展段的表面传热系数保持不变 4

4 ( ) w f r R q h t t r t q  = −        = − =  const t t r t t t t t r w f r R r R w f w = −         − =         − −   = = const h t t r t w f r R = = −         − =  即：常物性流体在热充分发展段的表面传热系数保持不变

山西感语宇花 SHANXI INSTITUTE OF ENEROY 管断面流体平均温度和全管长流体平均温度 管断面流体平均温度： peudf Rn 全管长流体平均温度： dΦ=h.(。-t/)2zRk=q2zRd=pcp4nRdl 29 2h.k。-t)万 d pCpumR pcpumR 儿m断面平均流速 5

管断面流体平均温度和全管长流体平均温度 5 管断面流体平均温度：     = = = f m m f f p f p f turdr R u R u turdr c udf c tudf t 2 2 2 2     全管长流体平均温度： ( ) x w f x p um R dtf d h t t Rdx q Rdx c 2  = − 2 = 2 =   ( ) c u R h t t c u R q dx dt p m x x w f p m f   − = = 2 2 m u 断面平均流速   = = = R f m f V urdr f R udf u 0 2 2  