强迫对流换热课件.ppt

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1、10-1 概述 11.牛顿冷却公式 =A h(twtf)q=h(twtf)h整个固体表面的平均整个固体表面的平均表面传热系数表面传热系数;tw固体表面的平均温度固体表面的平均温度;tf 流体温度，对于外部绕流，流体温度，对于外部绕流，tf 取远离壁面的流体取远离壁面的流体主流温度；对于内部流动，主流温度；对于内部流动，tf 取流体的平均温度取流体的平均温度。22.对流换热的影响因素 对对流流换换热热是是流流体体的的导导热热和和对对流流两两种种基基本本传传热热方方式式共共同同作作用用的的结结果果，因因此此，凡凡是是影影响响流流体体导导热热和和对对流流的的因因素都将对对流换热产生影响。主要有以下五

2、个方面：素都将对对流换热产生影响。主要有以下五个方面：(1)(1)流动的起因：流动的起因：影响流体的速度分布与温度分布。影响流体的速度分布与温度分布。强迫对流换热：风机、水泵等作用下产生的流动强迫对流换热：风机、水泵等作用下产生的流动自然对流换热：流体在不均匀的体积力下产生的流动自然对流换热：流体在不均匀的体积力下产生的流动 一般的说，自然对流的流速较低，因此自然对流换一般的说，自然对流的流速较低，因此自然对流换热通常要比强迫对流换热弱，表面传热系数要小。热通常要比强迫对流换热弱，表面传热系数要小。3 (2)(2)流动的状态流动的状态层流层流湍流湍流：流速缓慢，流体分层地平行于壁面方：流速缓慢

3、，流体分层地平行于壁面方向流动，垂直于流动方向上的热量传递向流动，垂直于流动方向上的热量传递主要靠分子扩散（即导热）。主要靠分子扩散（即导热）。：流流体体内内存存在在强强烈烈的的脉脉动动和和旋旋涡涡，使使各各部部分分流流体体之之间间迅迅速速混混合合，因因此此湍湍流流对对流流换换热热要要比比层层流流对对流流换换热热强强烈烈，表表面面传传热热系数大。系数大。(3)(3)流体有无相变流体有无相变 沸腾换热沸腾换热凝结换热凝结换热4 (4)(4)流体的物理性质流体的物理性质 1 1）热热导导率率，W/(mK)，愈愈大大，流流体体导导热热热热阻阻愈愈小，对流换热愈强烈；小，对流换热愈强烈；2 2）密度密

4、度，kg/m3 3 3）比比热热容容c，J/(kgK)。c反反映映单单位位体体积积流流体体热热容容量量的的大大小小，其其数数值值愈愈大大，通通过过对对流流所所转转移移的的热热量量愈愈多多，对流换热愈强烈；对流换热愈强烈；4 4）动动力力粘粘度度，Pas；运运动动粘粘度度/，m2/s。流流体体的粘度影响速度分布与流态，因此影响对流换热；的粘度影响速度分布与流态，因此影响对流换热；（定性温度）（定性温度）5 (5)(5)换热表面的几何因素换热表面的几何因素 换换热热表表面面的的几几何何形形状状、尺尺寸寸、相相对对位位置置以以及及表表面面粗粗糙糙度度等等几几何何因因素素将将影影响响流流体体的的流流动

5、动状状态态，因因此此影影响响流流体体的的速速度度分分布布和和温温度度分分布布，对对对对流换热产生影响。流换热产生影响。影影响响对对流流换换热热的的因因素素很很多多，表表面面传传热热系系数数是是很很多多变变量的函数，量的函数，特征长度（定型尺寸）特征长度（定型尺寸）63.3.对流换热的主要研究方法分析法分析法数值法数值法试验法试验法比拟法比拟法 理理论论分分析析、数数值值计计算算和和实实验验研研究究相相结结合合是是目目前前被被广广泛泛采采用用的的解解决决复复杂杂对对流流换换热热问题的主要研究方式。问题的主要研究方式。10-2 对流换热的数学描述1.1.对流换热微分方程组及其单值性条件对流换热微分

6、方程组及其单值性条件7（1 1）对流换热微分方程）对流换热微分方程8 紧靠壁面处流体静止，热量传递只能靠导热，紧靠壁面处流体静止，热量传递只能靠导热，根据傅里叶定律：根据傅里叶定律：根据牛顿冷却公式：根据牛顿冷却公式：为局部表面传热系数为局部表面传热系数（固体表面温度均匀时）（固体表面温度均匀时）9(b)流体的物性参数为常数，不随温度变化流体的物性参数为常数，不随温度变化。(c)流流体体为为不不可可压压缩缩性性流流体体。通通常常流流速速低低于于四四分分之之一一声声速的流体可以近似为不可压缩性流体速的流体可以近似为不可压缩性流体。(d)流流体体为为牛牛顿顿流流体体，即即切切向向应应力力与与应应变

7、变之之间间的的关关系系为为线性，遵循牛顿公式线性，遵循牛顿公式：(e)流体无内热源，忽略粘性耗散产生的耗散热流体无内热源，忽略粘性耗散产生的耗散热。(f)二维对流换热。二维对流换热。(a)流体为连续性介质。流体为连续性介质。假设：假设：101 1）连续性微分方程）连续性微分方程（质量守恒）（质量守恒）dxxdyy0微元体微元体2 2）动量微分方程）动量微分方程（动量守恒）（动量守恒）x方向方向:y方向方向:纳维纳维(N.Navier)-斯托克斯斯托克斯(G.G.Stokes)方程方程 惯性力项惯性力项体积体积力项力项压力压力梯度梯度项项粘性力项粘性力项113 3）能量微分方程）能量微分方程（能

8、量守恒）（能量守恒）单单位位时时间间由由导导热热进进入入微微元元体体的的净净热热量量和和由由对对流流进进入入微微元元体体的的净净热热量量之之和和等等于于微微元元体体热热力力学学能能的增加，的增加，dxxdyy0常常物物性性、无无内内热热源源、不不可可压压缩缩牛牛顿顿流体对流换热的能量微分方程式流体对流换热的能量微分方程式 。12 常常物物性性、无无内内热热源源、不不可可压压缩缩牛牛顿顿流流体体二二维维对对流流换热微分方程组换热微分方程组 ：4个个微微分分方方程程含含有有4个个未未知知量量(u、v、p、t)，方方程程组组封封闭闭。原原则则上上，方方程程组组对对于于满满足足上上述述假假定定条条件件

9、的的对对流换热（强迫、自然、层流、湍流换热）都适用。流换热（强迫、自然、层流、湍流换热）都适用。13（2 2）对流换热的单值性条件对流换热的单值性条件 1)1)几何条件几何条件 说说明明对对流流换换热热表表面面的的几几何何形形状状、尺尺寸寸，壁壁面面与与流流体体之间的相对位置，壁面的粗糙度等。之间的相对位置，壁面的粗糙度等。2)2)物理条件物理条件 说说明明流流体体的的物物理理性性质质、物物性性参参数数的的数数值值及及其其变变化化规规律、有无内热源以及内热源的分布规律等。律、有无内热源以及内热源的分布规律等。3)3)时间条件时间条件 说说明明对对流流换换热热过过程程是是稳稳态态还还是是非非稳稳

10、态态。对对于于非非稳稳态态,应给出初始条件（过程开始时的速度、温度场）。应给出初始条件（过程开始时的速度、温度场）。14第二类边界条件第二类边界条件给出边界上的热流密度分布规律给出边界上的热流密度分布规律：如果如果qw=常数常数，则称为，则称为等热流边界条件等热流边界条件。紧紧贴贴壁壁面面的的流流体体静静止止，热热量量传传递递依依靠靠导导热热，根根据据傅傅里里叶叶定律定律 给给出出了了边边界界面面法法线线方方向流体的温度变化率向流体的温度变化率 4)4)边界条件边界条件 第一类边界条件给出边界上的温度分布规律：第一类边界条件给出边界上的温度分布规律：如果如果tw=常数常数，则称为，则称为等壁温

11、边界条件等壁温边界条件。15 对对流流换换热热微微分分方方程程组组和和单单值值性性条条件件构构成成了了对对一一个个具具体体对对流流换换热热过过程程的的完完整整的的数数学学描描述述。但但由由于于这这些些微微分分方方程程非非常常复复杂杂，尤尤其其是是动动量量微微分分方方程程的的高高度度非非线线性性，使使方方程组的分析求解非常困难。程组的分析求解非常困难。1904年年，德德国国科科学学家家普普朗朗特特(L.Prandtl)在在大大量量实实验验观观察察的的基基础础上上提提出出了了著著名名的的边边界界层层概概念念，使使微微分分方方程组得以简化，使其分析求解成为可能。程组得以简化，使其分析求解成为可能。1

12、62.边界层理论与对流换热微分方程组的简化(1)(1)边界层概念边界层概念 1)1)流动边界层流动边界层 速速度度发发生生明明显显变变化的流体薄层。化的流体薄层。流动边界层厚度流动边界层厚度 :流场的划分流场的划分:主流区：主流区：y边界层区边界层区:理想流体理想流体存在速度梯度与粘性力的作用区。存在速度梯度与粘性力的作用区。边界层的流态：边界层的流态：层流边界层层流边界层、过渡区过渡区、湍流边界层湍流边界层 湍流核心湍流核心2)2)热边界层（温度边界层）热边界层（温度边界层）温度变化较大的流体层温度变化较大的流体层 热边界层厚度热边界层厚度t:边界层的传热特性：边界层的传热特性：在在层层流流

13、边边界界层层内内垂垂直直于于壁壁面面方方向向上上的的热热量量传传递递主主要要依依靠靠导导热热。湍湍流流边边界界层层的的主主要要热热阻阻为为层流底层层流底层的导热热阻。的导热热阻。18综上所述，边界层具有以下特征：(a)(b)流流场场划划分分为为边边界界层层区区和和主主流流区区。流流动动边边界界层层内内存存在在较较大大的的速速度度梯梯度度，是是发发生生动动量量扩扩散散（即即粘粘性性力力作作用用）的的主主要要区区域域。主主流流区区的的流流体体可可近近似似为为理理想想流流体体；热热边边界界层层内内存存在在较较大大的的温温度度梯梯度度，是是发发生生热热量量扩扩散散的的主主要要区域，热边界层之外温度梯度

14、可以忽略；区域，热边界层之外温度梯度可以忽略；(c)根根据据流流动动状状态态，边边界界层层分分为为层层流流边边界界层层和和湍湍流流边边界界层层。湍湍流流边边界界层层分分为为层层流流底底层层、缓缓冲冲层层与与湍湍流流核核心心三三层层结结构构。层层流流底底层层内内的的速速度度梯梯度度和和温温度度梯梯度度远远大大于于湍流核心；湍流核心；(d)在在层层流流边边界界层层与与层层流流底底层层内内，垂垂直直于于壁壁面面方方向向上上的的热热量量传传递递主主要要靠靠导导热热。湍湍流流边边界界层层的的主主要要热热阻阻在在层层流底层。流底层。19对流换热微分方程组简化为对流换热微分方程组简化为2010-3 外掠等壁

15、温平板层流换热分析解简介 1.1.对流换热特征数关联式对流换热特征数关联式 特特征征数数是是由由一一些些物物理理量量组组成成的的量量纲纲一一（无无量量纲纲）的的数数，例例如如毕毕渥渥数数Bi和和付付里里叶叶数数Fo。对对流流换换热热的的解解也也可可以以表示成特征数函数的形式，称为表示成特征数函数的形式，称为特征数关联式特征数关联式。通通过过对对流流换换热热微微分分方方程程的的无无量量纲纲化化可可以以导导出出与与对对流流换热有关的特征数。换热有关的特征数。21 对对于于常常物物性性、无无内内热热源源、不不可可压压缩缩牛牛顿顿流流体体平平行行外外纵掠平板稳态对流换热，微分方程组为纵掠平板稳态对流换

16、热，微分方程组为Nu称称为为平平均均努努塞塞尔尔数数，等等于于壁壁面面法法线线方方向向上上的的平平均均无无量量纲纲温温度度梯梯度度，大大小小反反映映平平均均对对流流换换热热的强弱。的强弱。称称为为雷雷诺诺数数，表表征征流流体体惯惯性性力力与与粘粘性性力力的的相相对对大小，通常根据雷诺数判断流态。大小，通常根据雷诺数判断流态。Nu 待定特征数待定特征数 Re、Pr已定特征数已定特征数 称称为为普普朗朗特特数数，是是流流体体的的物物性性特特征征数数，表表征征流流体动量扩散能力与热量扩散能力的相对大小。体动量扩散能力与热量扩散能力的相对大小。特征数关联式特征数关联式222 外掠平板层流换热分析结果

17、可可见见，流流体体平平行行外外掠掠平平板板强强迫迫对对流流换换热热的的解解可可以以表表示成式特征数关联式的形式，即示成式特征数关联式的形式，即 特特征征数数关关联联式式中中变变量量个个数数大大为为减减少少，更更突突出出地地反反映映相相关关物理量之间的依赖关系及其对对流换热的综合影响物理量之间的依赖关系及其对对流换热的综合影响。对比对比 对对于于常常物物性性、无无内内热热源源、不不可可压压缩缩牛牛顿顿流流体体纵纵掠掠等等壁温壁温平板平板层流层流换热换热：23 特征数关联式特征数关联式特征数关联式特征数关联式 对于对于对于对于PrPr 0.60.6的流体掠过的流体掠过的流体掠过的流体掠过等壁温等壁

18、温等壁温等壁温平板层流换热平板层流换热平板层流换热平板层流换热 NuNux x是是是是以以以以x x为为为为特特特特征征征征长长长长度度度度的的的的局部努塞尔数局部努塞尔数局部努塞尔数局部努塞尔数 平均表面传热系数平均表面传热系数平均表面传热系数平均表面传热系数h h 为为为为 平均努塞尔数平均努塞尔数平均努塞尔数平均努塞尔数:注注注注意意意意：上上上上述述述述关关关关系系系系式式式式仅仅仅仅适适适适用用用用于于于于PrPr 0.60.6的的的的流流流流体体体体外外外外掠掠掠掠等等等等壁温壁温壁温壁温平板层流换热平板层流换热平板层流换热平板层流换热，定性温度定性温度定性温度定性温度为边界层的算

19、术平均温度为边界层的算术平均温度为边界层的算术平均温度为边界层的算术平均温度 24 对对于于Pr0.6的的流流体体掠掠过过等等热热流流平平板板的的层层流流换换热热，局部努塞尔数局部努塞尔数为为当当Rex、Pr相相同同时时，常常热热流流情情况况下下的的局局部部努努塞塞尔尔数数要要比比等壁温等壁温情况大情况大36%左右。左右。对比对比 在在常常热热流流情情况况下下，tw是是变化的，变化的，。平均温差定义为平均温差定义为 平均努塞尔数平均努塞尔数:偏差偏差2.4 10-4 对流换热的实验研究方法25 相相似似原原理理指指导导下下的的实实验验研研究究仍仍然然是是解解决决复复杂杂对对流流换热问题的可靠方

20、法。换热问题的可靠方法。试验是不可或缺的手段，然而，经常遇到如下两个问题试验是不可或缺的手段，然而，经常遇到如下两个问题:(1)变量太多变量太多A 实验中应测哪些量实验中应测哪些量（是否所有的物理量都测）（是否所有的物理量都测）B 实验数据如何整理实验数据如何整理（整理成什么样函数关系）（整理成什么样函数关系）(2)实物试验很困难或太昂贵的情况，如何进行试验？实物试验很困难或太昂贵的情况，如何进行试验？相似原理将回答上述问题相似原理将回答上述问题26 （1 1）物理现象相似的定义）物理现象相似的定义 如如果果同同类类物物理理现现象象之之间间所所有有同同名名物物理理量量场场都都相相似似，即即同同

21、名名的的物物理理量量在在所所有有对对应应时时间间、对对应应地地点点的的数数值值成成比例，则称物理现象相似。比例，则称物理现象相似。物理现象相似的条件物理现象相似的条件:同类现象同类现象同名的已定特征数相等同名的已定特征数相等单值性条件相似：单值性条件相似：初始条件、边界条件、几何条件、物理条件初始条件、边界条件、几何条件、物理条件对流换热现象对流换热现象1 1：对流换热现象对流换热现象2 2：27建立相似倍数：建立相似倍数：相似倍数间的关系：相似倍数间的关系：28获得无量纲量及其关系：获得无量纲量及其关系：类似地：通过动量微分方程可得到流体类似地：通过动量微分方程可得到流体流动相似的条件：流动

22、相似的条件：雷诺雷诺(Reynolds)数数普朗特数普朗特数若要流体的物理性质相似若要流体的物理性质相似,采用采用:结结论论：两两个个常常物物性性、不不可可压压缩缩牛牛顿顿流流体体外外掠掠等等壁壁温温平平板板的的对对流流换换热热现现象象相相似似，努努塞塞尔尔数数Nu、雷雷诺诺数数Re、普普朗特数朗特数Pr分别相等。分别相等。2910-5 单相流体对流换热特征数关联式 重重点点介介绍绍以以下下3 3种种典典型型的的单单相相流流体体对对流流换换热热过过程程及及其特征数关联式：其特征数关联式：（1 1）管内强迫对流换热；）管内强迫对流换热；（2 2）外掠壁面强迫对流换热；）外掠壁面强迫对流换热；熟熟

23、悉悉它它们们的的特特点点及及影影响响因因素素，并并且且掌掌握握利利用用特特征征数数关联式进行对流换热计算的方法。关联式进行对流换热计算的方法。301.1.1.1.管内强迫对流换热管内强迫对流换热管内强迫对流换热管内强迫对流换热 (1)(1)(1)(1)管内强迫对流换热的特点及影响因素管内强迫对流换热的特点及影响因素管内强迫对流换热的特点及影响因素管内强迫对流换热的特点及影响因素 1)1)1)1)流态流态流态流态 对于工业和日常生活中常用的光滑管道对于工业和日常生活中常用的光滑管道对于工业和日常生活中常用的光滑管道对于工业和日常生活中常用的光滑管道 层流层流层流层流（u um m 为平均流速）为

24、平均流速）为平均流速）为平均流速）层流到湍流的过渡阶段层流到湍流的过渡阶段层流到湍流的过渡阶段层流到湍流的过渡阶段 旺盛湍流旺盛湍流旺盛湍流旺盛湍流 31 2)2)进口段与充分发展段进口段与充分发展段 a.流动进口段与充分发展段流动进口段与充分发展段 对对于于管管内内等等温温层层流流，流流动动充充分分发发展展段段具有以下特征：具有以下特征：(a)沿轴向的速度不变，其它方向的速度为零；沿轴向的速度不变，其它方向的速度为零；(b)圆管横截面上的速度分布为抛物线形分布；圆管横截面上的速度分布为抛物线形分布；(c)沿流动方向的压力梯度不变，阻力系数沿流动方向的压力梯度不变，阻力系数f 为常数为常数 3

25、2 b.热进口段与热充分发展段热进口段与热充分发展段 热充分发展段的特征：热充分发展段的特征：分分别别为为管管壁壁温温度度与流体截面平均温度。与流体截面平均温度。在壁面处，在壁面处，常数（不随常数（不随x变化）变化）对对于于常常物物性性流流体体，由由上上式式可可得得 常常数数。这这一一结结论论对对于于管内层流和湍流、等壁温和常热流边界条件都适用管内层流和湍流、等壁温和常热流边界条件都适用33 热进口段的局部表面传热系数的变化热进口段的局部表面传热系数的变化 进进口口段段边边界界层层沿沿x方方向向由由薄薄变变厚厚，hx由由小小变变大大，对对流流换热逐渐减弱。换热逐渐减弱。对于管内层流，对于管内层

26、流，热热进口段：进口段：流动进口段：流动进口段：进口段长度：进口段长度：由由于于进进口口段段的的局局部部表表面面传传热热系系数数较较大大，所所以以对对于于短短管管内内的的对对流流换换热热，需需要要考考虑虑进进口口段段的的影影响响。对对于于管管内内湍湍流换热，只要流换热，只要 l/d 60，就可忽略，就可忽略进口段的影响。进口段的影响。34 3)3)对流换热过程中管壁及管内流体温度的变化对流换热过程中管壁及管内流体温度的变化 一一般般情情况况下下，管管壁壁温温度度和和流流体体温温度度都都沿沿流流动动方方向向发发生变化，变化规律与边界条件有关。生变化，变化规律与边界条件有关。常热流边界条件：常热流

27、边界条件：qx常常数数，流流体体截截面面平平均均温度温度tm沿流动方向线性变化。沿流动方向线性变化。根据根据 热进口段：热进口段：热热充充分分发发展展段段：hx常常数数，tx 常常数数，壁壁面面温温度度tw和和tm都沿流动方向线性变化。都沿流动方向线性变化。35等壁温边界条件：等壁温边界条件：tw=常数常数 分分析析结结果果表表明明，温温差差tx沿沿x方方向向按按指指数数函函数数规规律律变变化化，tm也也按按同同样样的的指指数数函函数数规规律律变变化。化。无无论论对对于于常常热热流流还还是是等等壁壁温温边边界界条条件件，全全管管的的平平均均换换热热温差可按温差可按对数平均温差对数平均温差计算，

28、计算，如果进口温差与出口温差相差不大，如果进口温差与出口温差相差不大，结果与上式偏差小于结果与上式偏差小于4%。36 (2)(2)管内强迫对流换热特征数关联式管内强迫对流换热特征数关联式 1)1)层流换热层流换热 常常物物性性流流体体在在光光滑滑管管道道内内充充分分发发展展的的层层流流换换热热的的理理论分析结果论分析结果(没考虑自然对流影响没考虑自然对流影响)：37 常物性流体管内充分发展的层流换热具有以下特点：常物性流体管内充分发展的层流换热具有以下特点：(a)Nu的数值为常数，大小与的数值为常数，大小与Re无关；无关；(b)对对于于同同一一种种截截面面的的管管道道，常常热热流流边边界界条条

29、件件下下的的Nu比等壁温边界条件高比等壁温边界条件高20%左右。左右。对对于于长长管管，可可以以利利用用表表中中的的数数值值进进行行计计算算。对对于于短短管管，进进口口段段的的影影响响不不能能忽忽略略，可可用用下下式式计计算算等等壁壁温温管管内内层流换热的平均努塞尔数层流换热的平均努塞尔数：适用条件：适用条件：下下角角标标f表表示示定定性性温温度度为为流流体体的的平均温度平均温度tf 上上式式没没考考虑虑自自然对流影响。然对流影响。38 2)2)湍流换热湍流换热 对对于于流流体体与与管管壁壁温温度度相相差差不不大大的的情情况况（气气体体：t50；水；水:t30；油；油:t10）适用条件：适用条

30、件：对于流体与管壁温度相差较大的情况对于流体与管壁温度相差较大的情况适用条件：适用条件：以以上上两两个个公公式式对对常常热热流流和和等等壁壁温温边边界界条条件件都都适适用用，可可用用于于一一般般光光滑滑管管道道内内强强迫迫对对流流换换热热的的工工程程计计算算。实实验验数数据的偏差较大，达据的偏差较大，达25%。392.外掠壁面强迫对流换热 分分别别介介绍绍工工程程上上常常见见的的流流体体外外掠掠平平板板、横横掠掠单单管管与与管束的对流换热。管束的对流换热。(1)(1)外掠平板外掠平板 对对于于层层流流换换热热，理理论论分分析析和和实实验验结结果果非非常常吻吻合合，可可直接采用前面理论分析所得的

31、特征数关联式进行计算。直接采用前面理论分析所得的特征数关联式进行计算。1)1)层流换热层流换热40 等壁温平板的层流换热：等壁温平板的层流换热：等壁温平板的层流换热：等壁温平板的层流换热：常热流平板的层流换热：常热流平板的层流换热：常热流平板的层流换热：常热流平板的层流换热：适用条件适用条件适用条件适用条件：从从从从平平平平板板板板前前前前沿沿沿沿(x x=0=0)就开始换热。就开始换热。就开始换热。就开始换热。2)2)2)2)湍流换热湍流换热湍流换热湍流换热等壁温平板：等壁温平板：等壁温平板：等壁温平板：常热流平板：常热流平板：常热流平板：常热流平板：适用条件适用条件适用条件适用条件：常常常

32、常热热热热流流流流平平平平板板板板湍湍湍湍流流流流边边边边界界界界层层层层内内内内的的的的局局局局部部部部努努努努塞塞塞塞尔尔尔尔数数数数比比比比等等等等壁壁壁壁温情况高约温情况高约温情况高约温情况高约4%4%。41 对对于于由由层层流流边边界界层层过过渡渡到到湍湍流流边边界界层层的的整整个个平平板板，平均表面传热系数可按层流段和湍流段分别积分平均平均表面传热系数可按层流段和湍流段分别积分平均 对于等壁温平板对于等壁温平板 适用条件适用条件：注意：注意：对对 于于 流流 体体 外外 掠掠 平平 板板 的的 强强 迫迫 对对 流流 换换 热热，牛牛 顿顿 冷冷 却却 公公 式式 中中的的tf为为

33、边边界界层层之之外外的的流流体体温温度度t，上上述述关关联联式式中中物物性性参参数数的定性温度为边界层的算术平均温度的定性温度为边界层的算术平均温度,即即42 (2)(2)横掠单管横掠单管 流流动动状状态态取取决决于于雷雷诺诺数数Re的的大小大小：u为来流速度；为来流速度；d 为管外径。为管外径。(3)(3)横掠管束横掠管束44 对对于于流流体体外外掠掠管管束束的的对对流流换换热热，计计算算管管束束平平均均表表面面传热系数的关联式为传热系数的关联式为 Prw采采用用管管束束平平均均壁壁面面温温度度下下的的数数值值，其其它物性的定性温度为管束进出口流体的平均温度它物性的定性温度为管束进出口流体的平均温度tf.。适用条件适用条件：定性温度定性温度：Ref中中的的流流速速采采用用管管束束最最窄窄流流通通截截面面处处的的平平均均流流速速。常常数数C和和m的的值值列列于于表表10-3中中。n为为管管排排数数的的修修正正系系数数，其数值列于表其数值列于表10-4中。中。