《(36)--外部强制对流传热实验关联式.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(36)--外部强制对流传热实验关联式.ppt（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、外部强制对流传热实验关联式 外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式 外部流动：换热壁面上的流动边界层与热边界层能自由发展，不受邻近壁面的约束。（外掠平壁、横掠单管、外掠球体、横掠管束）横掠单管对流换热：流体沿着垂直于管子轴线的方向流过管子表面。流动具有边界层特征，还会发生绕流脱体现象。一般来说，脱流强化了传热，但是增加阻力损失。外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式横掠单管绕流的特点：前半圆周：压力减小速度增加后半圆周：压力增加速度减小压力减小压力增加横掠圆柱流动中近壁面速度分布横掠圆柱流动中近壁面速度分布流体的流动：动量克服压力。近壁流体层的动量mu不大，而p逐渐
2、增大，会有随后产生回流。这一转折点称为绕流脱体的起点（分离点）。外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式横掠单管绕流的特点：Re101.5105：层流，脱体角 8085Re1.5105：湍流，脱体角 140n流体脱体位置取决于流体脱体位置取决于Re数。数。Re10，不出现脱体；，不出现脱体；10Re1.5 105，边界层在脱，边界层在脱体前已转变为湍流，在体前已转变为湍流，在 =140处发生脱体。处发生脱体。外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式横掠单管绕流对流换热的特点：圆柱体绕流对流换热的局部表面传热系数不仅与Re，Pr相关，而且与流动分离相关。平均表面传热系数的
3、实验关联式采用基于不同Re范围的分段幂次函数表示。低Re高Re外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式横掠单管对流换热实验关联式：式中：定性温度tm(tw+t)/2；特征长度为管外径d；特征速度为来流速度u注意：1.对于气体和液体均适用；2.适用范围：t15.5980，tw211046，Re0.441053.计算时需要分段取值。分段幂次关联式ReCn0.44440404000400040000400004000000.9890.9110.6830.1930.02660.3300.3850.4660.6180.805外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式气体横掠非气体横
4、掠非圆形截面柱体的形截面柱体的对流流换热实验关关联式式外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式经常使用的流体横掠常使用的流体横掠单管管对流流传热的的实验关关联式式还有茹卡有茹卡乌斯卡斯公式斯卡斯公式（Zhukauskas）：）：实验验证范围为实验验证范围为PrPrf f=0.7=0.7500500，ReRef f=1=11.0101.0106 6。式中，。式中，C C和和n n的取值见下表，的取值见下表，为分段取值为分段取值ReCn14040100010002105210511060.750.510.260.0760.40.50.60.7外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实
5、验关联式 式中：定性温度式中：定性温度为适用于适用于的情形。的情形。上述公式上述公式虽然然简单，但，但对于于实验数据一般需要分段数据一般需要分段选用常数。用常数。邱邱吉吉尔（Churchill）与与朋朋斯斯登登（Bernstein）对流流体体横横向向外外掠掠单管管提提出出了了以以下下在在整整个个实验范范围内内都都能能适适用的准用的准则式。式。外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式冲击角修正冲击角修正 流体斜向冲刷单管对流传热的冲击角修正系数流体斜向冲刷单管对流传热的冲击角修正系数c当流体方向与管子轴线不垂直时，流体斜向冲刷单管，当流体方向与管子轴线不垂直时，流体斜向冲刷单管，在管
6、外表面流程变长，相当于流体绕流椭圆管，从而在管外表面流程变长，相当于流体绕流椭圆管，从而形状阻力减小，边界层分离点后移，回流区和漩涡区形状阻力减小，边界层分离点后移，回流区和漩涡区缩小，从而减小了对传热的强化，与前面情况相比，缩小，从而减小了对传热的强化，与前面情况相比，实验关联式要乘以小于实验关联式要乘以小于1 1的冲击角修正系数的冲击角修正系数c。外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式外掠球体对流换热实验关联式式中：定性温度为来流温度；特征流速为来流速度；特征长度为球直径；适用于：Pr0.71380，Re3.57.6e+4流体外掠管束对流换热实验关联式外部强制对流传热实验关联
7、式外部强制对流传热实验关联式横掠管束对流换热实验关联式：横掠管束流动的特点：换热器中常用；分为叉排和顺排两种形式。叉排扰动大，换热强，但阻力损失大；顺排扰动小，换热弱，但是阻力小，且易于清洗；前后排间的干扰可引入修正系数，由于排数越多，扰动加剧，换热增强，所以大于16排后不需要修正。注意：管束流动Re计算时特征流速取为最窄截面的平均流速。x2x1d顺排管束中管子的排列和流体在管顺排管束中管子的排列和流体在管束中运动特性束中运动特性x1x2d叉排管束中管子的排列和流叉排管束中管子的排列和流体在管束中运动特性体在管束中运动特性影响管束影响管束换热的因素除的因素除Re、Pr数外，数外，还有有叉排或叉
8、排或顺排排；管管间距距；管束排数管束排数等。等。外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式1.定性温度tm进出口流体平均温度;2.适用于管排总数16；3.管距参数s1,s2包含于公式4.适合Pr0.6500，Re121065.管排总数小于16时修正横掠管束对流换热实验关联式：茹卡乌斯卡斯关联式外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式 流体横掠叉排管束平均表面传热系数计算关联式（流体横掠叉排管束平均表面传热系数计算关联式（16排）排）外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式 茹卡乌斯卡斯公式的管排修正系数茹卡乌斯卡斯公式的管排修正系数n外部强制对流传热实验关联式外部强制对流传热实验关联式外掠管束流动时特征流速外掠管束流动时特征流速umaxds2s1Vumaxmaxds2s1Vs2umaxmax顺排：顺排：叉排：叉排：