重庆科技学院：《热工学基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 热量传输（2.7）自然对流换热

热量传输 第七讲: 自然对流换热 本课的基本要求: 1.流体横向流过单根圆管、管朿时的对流换热量的计 算公式 2.自然对流换热的特点、计算换热量的式子 3.判定自然对流换热中层流附面层与紊流附面层的 依据。 4.注意定性尺寸、定性温度的问题。 出 (#

‹#› 第七讲: 一、本课的基本要求： 4. 注意定性尺寸、定性温度的问题。 1. 流体横向流过单根圆管、管束时的对流换热量的计 算公式。 2. 自然对流换热的特点、计算换热量的式子。 3. 判定自然对流换热中层流附面层与紊流附面层的 依据。 第二章 热 量 传 输 自然对流换热

热量传输 本课的重点、难点: 1.本课的重点是自然对流换热的特点、计算。 2.本课的难点是对流体横向流过单根 圆管、管束时附面层变化的理解 出 (#

‹#› 二、本课的重点、难点： 1. 本课的重点是自然对流换热的特点、计算。 2. 本课的难点是对流体横向流过单根 圆管、管束时附面层变化的理解。 第二章 热 量 传 输

热量传输 234流体通过其他物体时的对流换热 流体横向流过圆管时的对流换热 (1)流体横向流过单根圆管时的对流换热 特点:附面层随着流体横掠圆管的位置而发生相应的变化。 附面层厚度由小大)突然变小再逐渐增大又突然变 小如此循环。 Nu数由大→)小突然变大)再逐渐减小又突然变大如 此循环 其经验公式为: NuECRenPr1/3 式中C、n见书149页表2-3-3 出 (#

‹#› 2.3.4 流体通过其他物体时的对流换热 1. 流体横向流过圆管时的对流换热 （1）流体横向流过单根圆管时的对流换热 特点：附面层随着流体横掠圆管的位置而发生相应的变化。 附面层厚度由小→大→突然变小→再逐渐增大→又突然变 小如此循环。 Nu数由大→小→突然变大→再逐渐减小→又突然变大如 此循环 其经验公式为： Nu=CRenPr1/3 式中C、n见书149页表2-3-3 第二章 热 量 传 输

章热量传输 (2)流体横向流过管束时的对流换热 管束:指多根单管按一定的方式排列的组合。 管束的类型:顺排 叉排 管间距、排列方式也会影响流体横向流过管束 时的对流换热。 2.流体流过球体时的流换热 退出

‹#› （2）流体横向流过管束时的对流换热 管间距、排列方式也会影响流体横向流过管束 时的对流换热。 管束：指多根单管按一定的方式排列的组合。 管束的类型： 顺排 叉排 2. 流体流过球体时的对流换热 第二章 热 量 传 输

热量传输 23.5自然对流换热 自然对流换热的特点 (1)自然流:静止流体与固体表面接触 如果其间有温度差,则靠近固体表面的流 体将因受热(冷却)与主体静止流体之间 产生温度差,从而造成密度差,在浮力作 用下产生流体上下的相对运动,这种流动 称为自然流动或自然对流。 出 (#

‹#› 2.3.5 自然对流换热 1. 自然对流换热的特点 （1）自然对流：静止流体与固体表面接触， 如果其间有温度差，则靠近固体表面的流 体将因受热（冷却）与主体静止流体之间 产生温度差，从而造成密度差，在浮力作 用下产生流体上下的相对运动，这种流动 称为自然流动或自然对流。 第二章 热 量 传 输

热量传输 (2)自然流换:在自然对流下的热 量传输过程即为自然对流换热。 (3)在自然对流换热中,速度场与温度 场是相互影响相互制约的;而代表浮 力与粘性力之比且包括有温度差Δt的 Gr准数起决定性作用 (4)自然对流换热所面层的特点:靠近 表面处流速=0,附面层以外静止流体的 流速也=0,因而在附面层内存在一流速 的极大值。速度场及温度场如下所示 出 (#

‹#› （2）自然对流换热：在自然对流下的热 量传输过程即为自然对流换热。 （3）在自然对流换热中，速度场与温度 场是相互影响相互制约的；而代表浮 力与粘性力之比且包括有温度差t的 Gr准数起决定性作用。 （4）自然对流换热附面层的特点：靠近 表面处流速=0，附面层以外静止流体的 流速也=0，因而在附面层内存在一流速 的极大值。速度场及温度场如下所示。 第二章 热 量 传 输

热量传输 W/=0 图2312自然对流的附面层 图23-13自然对流附面层的速度场及温度场 出 (#

‹#› 第二章 热 量 传 输

热量传输 2.自然对流换热的计算 自然对流换热的准教数方程式一般表达式为: Nu=C( GrPr)n 式中的c、n与流动性质及表面朝向有关 适用条件:只适用于书上所列表、图及表面 温度为常数的情况。其他情况可作修正后使 用 界定自然对流换热附面层为层流或紊流的Gr数 是:109 出 (#

‹#› 2．自然对流换热的计算 自然对流换热的准数方程式一般表达式为： Nu=C(GrPr) n 式中的C、n与流动性质及表面朝向有关。 适用条件：只适用于书上所列表、图及表面 温度为常数的情况。其他情况可作修正后使 用。 界定自然对流换热附面层为层流或紊流的Gr数 是：109 第二章 热 量 传 输

热量传输 2.36强制对流与自然对流共同存在时的对流换热 强制对流换热中常附加自然对流换热, 后者有时可以忽略,有时不得忽略,其判 别标准是 9B△tL/o2 Gr/Re2表示浮力与惯性力的相对大小。在管 流中Gr/Re2<0.1时,自然对流可以忽略, Gr/Re2≥10时,则认为是纯自然对流换热。 水平管层流、紊流混合对流换热的计 算公式见书156页。 出 (#

‹#› 2.3.6 强制对流与自然对流共同存在时的对流换热 强制对流换热中常附加自然对流换热， 后者有时可以忽略，有时不得忽略，其判 别标准是： =gtL/2 Gr/Re2 表示浮力与惯性力的相对大小。在管 流中Gr/Re2 0.1时，自然对流可以忽略， Gr/Re2 时，则认为是纯自然对流换热。 水平管层流、紊流混合对流换热的计 算公式见书156页。 第二章 热 量 传 输

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‹#› 作业： P207 14 15 第二章 热 量 传 输 返 回