传热学—第六章—相似理论.ppt

第六章;;2. 物理现象相似;4. 相似原理的基本内容;5. 导出特征数的方法：相似分析法和量纲分析法;获得无量纲量及其关系：;(2) 量纲分析法：;任意选定4个基本物理量（包含上述四种基本量纲）;;(1)模化试验应遵循的原则;(2)定性温度、特征长度和特征速度;2. 常见无量纲(准则数)数的物理意义及表达式;3. 实验数据如何整理;;§6-3 内部流动强制对流传热实验关联式;2. 入口段的热边界层薄，表面传热系数高。;3. 均匀壁温和均匀热流两种热边界条件;4. 定性温度;长通道表面的平均表面传热系数 ;适用范围：;（1）非均物性的修正 与等温流体不同，受热流体在截面上的温度并不均匀，导致速度分布发生畸变。;流固表面温差较大的情形，可采用下列任何一式计算。; ;齐德－泰特（Sieder-Tate）公式 ——针对处于层流、入口段的管长：;管内强化传热; 螺旋管;液态金属;§6-4 外部流动强制对流传热实验关联式; 边界层的成长和脱体决了外掠圆管换热的特征;虽然局部表面传热系数变化比较复杂，但从平均表面传热系数看，渐变规律性很明显;对于气体横掠非圆形截面的柱体或管道的对流传热也可采用上式;横掠管束换热实验关联式;§6-5 自然对流传热及实验关联式;层流与湍流：;自然对流传热的准则方程式;进一步化简可得：;大空间自然对流传热的实验关联式;习惯上，对于常热流边界条件下的自然对流，往往采用下面方便的专用形式：;有限空间自然对流传热;;竖直和水平夹层一般关联式为：; ②对于水平空气夹层，推荐以下关联式：;作业： 第四版：6-16，6-36，6-60;三. 自然对流与强制对流并存的混合对流; ; 上图为流动分区图。其中 数根据管内径 及 计算。定性温度为;混合对流的实验关联式这里不讨论。 推荐一个简单的估算方法： 式中： 为混合对流时的 数， 而 、 则为按给定条件分别用强制对流 及自然对流准则式计算的结果。 两种流动方向相同时取正号，相反时取负号。 n之值常取为3。;思考题： 1.对流传热是如何分类的? 影响对流传热的主要物理因素. 2.对流传热问题的数学描写中包括那些方程? 3.自然对流和强制对流在数学方???的描述上有何本质区别? 4.从流体的温度场分布可以求出对流传热系数(表面传热系 数), 其物理机理和数学方法是什么? 5.速度边界层和温度边界层的物理意义和数学定义. 6.管外流和管内流的速度边界层有何区别? 7.为什么说层流对流传热系数基本取决与速度边界层的厚度? 8.从边界层积分方程的应用结果来说明. 9.为什么温度边界层厚度取决与速度边界层的厚度? 10.对十分长的管路, 为什么在定性上可以判断管路内层流 对流传热系数是常数?;11.如何使用边界层理论简化对流传热微分方程组? 12.如何将边界层对流传热微分方程组转化为无量纲形式? 13.为什么说对强制对流传热问题, 总可以有: Nu=f(Re,Pr) 的数学方程形式? 14.什么是特性长度和定性温度? 选取特性长度的原则是什么? 15.对管内流和管外流, Re准则数中的特性长度的取法是不一 样的. 说明其物理原因. 16.当量水利直径的定义和计算方法. 17.湍流动量扩散率, 湍流热扩散率, 湍流普朗特数是如何定 义的? 它们是物性么? 18.什么是雷诺比拟? 它怎样推导出摩擦系数和对流传热系数 间的比拟关系式? 19.什么是相似原理? 判断物理相似的条件? 相似原理在工程 中有什么作用?;20.比拟和相似之间有什么联系和区别? 21.使用相似分析法推导准则关系式的基本方法. 22.使用?定理推导准则关系式的基本方法. 23.Nu, Re, Pr, Gr准则数的物理意义. 24.在有壁面换热条件时, 管内流体速度分布的变化特点. 25.管内强制对流传热系数及换热量的计算方法.如何确定 特性长度和定性温度? 26.流体横琼单管和管束时对流传热的计算方法. 27.竖壁附近自然对流的温度分布,速度分布的特点? 换热 系数的特点? 28.大空间自然对流传热的计算方法.如何确定横管和竖管 的特性长度? 29.如何区分自然对流是属于大空间自然对流还是受限空 间自然对流?;30.如何计算物体表面自然对流和辐射换热同时需要考虑的 换热问题? 31.如何使用实验数据整理对流传热准则数实验方程式? 32.对自然对流传热, 自模化的物理意义及工程应用意义. 33.混合对流的概念.