反應(yīng)堆熱工水力學(xué)09.ppt

5單相流分析 5 1單相流輸運(yùn)方程5 2單相流水力學(xué)分析5 3單相流傳熱分析 12 09 52 方程體系 2 傅里葉導(dǎo)熱定律 在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量 正比于溫度的梯度 其方向與溫度梯度相反 12 09 52 方程體系 3 牛頓冷卻公式 流體流過固體壁面的熱流密度與壁面與主流之間的溫差成正比 熱流方向由高溫指向低溫 12 09 52 方程體系 4 準(zhǔn)則數(shù) 努塞爾 Nusselt 數(shù)普朗特?cái)?shù) Prandtl 數(shù)在工程上 通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 把Nu用其它無量綱數(shù)表達(dá)出來 就可得到相應(yīng)的對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)關(guān)系式 12 09 52 方程體系 5 某些工況下的努塞爾數(shù) 12 09 52 方程體系 6 某些傳熱工況下的對(duì)流傳熱系數(shù) 12 09 52 方程體系 7 5 3 2圓管內(nèi)層流傳熱分析 均勻加熱下的熱邊界層 12 09 52 方程體系 8 圓管內(nèi)邊界層的發(fā)展 12 09 52 方程體系 9 圓管內(nèi)充分發(fā)展區(qū) 速度其中 12 09 52 方程體系 10 圓管內(nèi)充分發(fā)展區(qū) 能量方程代入速度分布對(duì)r積分 12 09 52 方程體系 11 圓管內(nèi)充分發(fā)展區(qū) 再積分 得到得到 12 09 52 方程體系 12 圓管內(nèi)充分發(fā)展區(qū) 主流平均溫度 12 09 52 方程體系 13 圓管內(nèi)充分發(fā)展區(qū) 12 09 52 方程體系 14 圓管內(nèi)充分發(fā)展區(qū) 能量平衡因?yàn)榈玫?12 09 52 方程體系 15 回顧一下 條件 充分發(fā)展區(qū)并且均勻加熱因?yàn)閷恿?所以有解析的速度分布把速度分布代入能量方程 忽略軸向?qū)崛缓罂梢詫?duì)半徑積分 得到徑向溫度分布T r 然后根據(jù)主流平均溫度的定義 就可以得到Nu 12 09 52 方程體系 16 層流Nu 12 09 52 方程體系 17 入口段長(zhǎng)度 以上分析只適用于充分發(fā)展區(qū) 而對(duì)于入口區(qū) 由于流動(dòng)還沒有定型 因此情況比較復(fù)雜 通常規(guī)定入口區(qū)的長(zhǎng)度 12 09 52 方程體系 18 入口效應(yīng) 12 09 52 方程體系 19 湍流傳熱分析 如何得到湍流情況下的徑向速度分布 如何考慮徑向的湍流交混引起的能量傳遞 12 09 52 方程體系 20 湍流傳熱分析 根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 發(fā)現(xiàn)充分發(fā)展的湍流傳熱情況下努塞爾數(shù)為討論 Re和Pr的物理含義 流動(dòng)邊界層厚度與熱邊界層的厚度之比 12 09 52 方程體系 21 圓形流道 Dittus Boelter關(guān)系式 12 09 52 方程體系 22 圓形流道 Seider Tate關(guān)系式Colburn關(guān)系式Silberberg Huber有機(jī)流體 12 09 52 方程體系 23 非圓形流道 棒束通道 水力直徑和熱力直徑分別定義為 12 09 52 方程體系 24 棒束通道怎么辦 12 09 52 方程體系 25 棒束通道 Presser Weisman 12 09 52 方程體系 26 入口效應(yīng) 12 09 52 方程體系 27 金屬流體傳熱分析 12 09 52 方程體系 28 棒束通道 12 09 52 方程體系 29 自然對(duì)流傳熱 12 09 52 方程體系 30 小結(jié) 層流傳熱分析方法湍流傳熱系數(shù) 12 09 52 方程體系 31 作業(yè) 5 6推導(dǎo)圓管內(nèi)均勻壁溫加熱情況下 層流充分發(fā)展區(qū)的Nu 3 66 5 7某壓水堆的棒束狀燃料組件被縱向流過的水所冷卻 燃料元件外徑為9 8mm 柵距為12 5mm 呈正方形柵格排列 若在元件沿高度方向的某一個(gè)小的間隔內(nèi)冷卻水的平均溫度為3