自然对流换热医学课件.ppt

§6-5 大空间与有限空间内自然对流传热
的实验关联式
自然对流
不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身温度场的不均匀所引起的流动。
不均匀温度场造成了不均匀密度场，由此产生的浮升力成为运动的动力。
在各种对流传热方式
热竖壁为例：
温度和速度分布
温度不均 → 密度不均 → 速度分布
不均匀的温度场只是在壁面附近的薄层内。
速度场先增大后减小，与温度场的边界层基本重合。
流动状态也有层流和湍流之分。
局部表面传热系数的变化如图所示。
2021/4/17
7
精品PPT
二、 自然对流传热的控制方程
大空间条件下的竖板自然对流换热是属于边界层流动换热的类型。前面导出的边界层流动换热的微分方程组在这里也应该是适用的。
自然对流换热的微分方程组的形式如下：
2021/4/17
8
精品PPT
式中
动量方程中的压力梯度，按其在y方向上变化的特征，在边界层外部可以求出
于是动量方程变为
为了将方程中的密度差用温度差来表示，引入体积膨胀系数
2021/4/17
9
精品PPT
体积膨胀系数对于理想气体为其绝对温度值的倒数，即αv=1/T，大多数一般气体可利用此式。
2021/4/17
10
精品PPT
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。***
10、低头要有勇气，抬头要有低气。****
11、人总是珍惜为得到。*****
12、人乱于心，不宽余请。****
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。*****
14、抱最大的希望，作最大的努力。****
15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。*****
16、业余生活要有意义，不要越轨。***
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****
三、 大空间与有限空间自然对流换热的实验关联式
均匀壁温下的准则方程式：
（6-37）
式中 C、n查表（6-10）
——格拉晓夫准则
（6-34）
——体积膨胀系数（
），
理想气体有
定性温度：
特征长度：
竖壁或竖圆柱的高度
d 水平放置圆柱（横圆柱）的外径
水平壁的长度
使用范围：
决定量见表6-10
2021/4/17
12
精品PPT
1、给定常壁温
用式（6-37）式中C、n查表6-10
说明：（1）竖圆柱
限制d不能相对太细，
否则边界层与直径相比不能忽视！
（2）液体换热温差大时，用式
2、给定常热流密度q
未知 →
未知
引入新的准则数
准则方程
（6-38）
物性修正因子
（6-43）
（6-44）
平板的B、m见表 （6-11）
2021/4/17
14
精品PPT
四、有限空间自然对流换热的实验关联式
1、准则方程一般形式
这里：
特征长度：
定性温度：
，
2021/4/17
16
精品PPT
2、实验关联式
（1）竖空气夹层（常壁温）
（6-46a）
适用范围：
（6-46b）
适用范围：
2021/4/17
17
精品PPT
（2）水平空气夹层（常壁温）
（6-47a）
适用范围：
与
无关
（6-47b）
适用范围：
2021/4/17
18
精品PPT
对流换热计算的一般步骤：
1、首先判断是哪一类换热；（强制对流or自然对流？圆管or平板？管内or管外？横掠or纵掠？）
2、正确选定定性温度和特征尺寸、特征流速；
3、判断流动的状态， （计算Re准则数）；
4、计算已定准则数，根据范围确定具体关联式；并计算出最终结果：计算Nu→h →q。
2021/4/17
19
精品PPT
谢谢观看！
刘观林，刘泰岳，肖宇阳
2021/4/17
20
精品PPT
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。***
10、低头要有勇气，抬头要有低气。****
11、人总是珍惜为得到。*****
12、人乱于心，不宽余请。****
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。*****
14、抱最大的希望，作最大的努力。****
15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。*****
16、业余生活要有意义，不要越轨。***
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****
谢谢大家
2021/4/17
21
精品PPT
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。***
10、低头要有勇气，抬头要有低气。****
11、人总是珍惜为得到。*****
12、人乱于心，不宽余请。****
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。*