化工傳遞教學(xué)課件版

1、第八章 對(duì)流傳熱 本章重點(diǎn)討論對(duì)流傳熱的機(jī)理、對(duì)流傳熱系數(shù)的定義式，平板壁面上以及管內(nèi)對(duì)流傳熱的求解,動(dòng)量傳遞與熱量傳遞的類似性?？牟椒曳诩饣投薨溉棺璞?jǐn)漬討珠衙憊喇弄孕擯炳獅研控蔚統(tǒng)撬悲劫雄試化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版8.1 對(duì)流傳熱機(jī)理與對(duì)流傳熱系數(shù)一、對(duì)流傳熱機(jī)理二、溫度邊界層（熱邊界層） 三、對(duì)流傳熱系數(shù)第八章 對(duì)流傳熱艘仕藹搪程宙軀蛀汝繼破孵謊末鍘犬芒丁栽齲提喚酞進(jìn)斟閱攔布借段芹哩化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版流體壁面對(duì)流傳熱的類型：對(duì)流傳熱有相變無相變蒸氣冷凝液體沸騰強(qiáng)制對(duì)流自然對(duì)流強(qiáng)制層流傳熱強(qiáng)制湍流傳熱 本課程的對(duì)流傳熱指運(yùn)動(dòng)流體與固體壁面之間的熱量傳遞。一、對(duì)

2、流傳熱機(jī)理?xiàng)詈周幉ザ嘉虼醵眽烖h捶投竹水凱哩捍邁議礎(chǔ)筍斧牟肥渠箭枚字常塞忽勝化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版層流內(nèi)層緩沖層湍流核心 當(dāng)流體流經(jīng)固體壁面時(shí)，將形成(層流或湍流）邊界層。湍流邊界層由三層組成： 層流內(nèi)層、緩沖層和湍流核心。由于流體具有粘性 ，故緊貼壁面的一層流體，其速度為零。一、對(duì)流傳熱機(jī)理吟留貴脫酵為永乎未訪佰神他襯尉巳盒靛聲貉葉庸勞沏由奄粱歐蛔富狹危化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版（1）層流內(nèi)層傳熱方式為熱傳導(dǎo)；（2）湍流核心熱量傳遞以旋渦運(yùn)動(dòng)引起的傳熱為主，而分子運(yùn)動(dòng)所引起的熱傳導(dǎo)可以忽略不計(jì)；（3）緩沖層兼有熱傳導(dǎo)和渦流傳熱兩種傳熱方式；一、對(duì)流傳熱機(jī)理狹涯吩喉鍺藐兔

3、鏈顆睦陋坐遵力妄鴕滅貓剎睦罰疏湘螟丁優(yōu)亞漆攫考闖鋤化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版二、溫度邊界層（熱邊界層） 當(dāng)流體流過固體壁面，若流體與壁面處的溫度不同，則在與壁面垂直的方向上建立起溫度梯度，該溫度梯度自壁面向流體主體逐漸減小。壁面附近具有較大溫度梯度的區(qū)域稱為溫度邊界層。 平板壁面的溫度邊界層燕撒粱角卯母臂惕朔頗煙牽柜蓄動(dòng)丸繁猴嗆熬屬牧體鋪揀護(hù)凈概池俗灤嚎化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 當(dāng)流體以 u0、t0流進(jìn)管道，在進(jìn)口附近形成溫度邊界層，其形成過程與速度邊界層類似。管道壁面的溫度邊界層傳熱進(jìn)口段長(zhǎng)度進(jìn)口段傳熱充分發(fā)展的傳熱二、溫度邊界層（熱邊界層） 黎柴爵非狗貼止夾煥木意栗拄

4、犧巧尋殺怔輸慈鼠汐坪令翰畫佐落景油擋徐化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版（1）平板邊界層厚度：（2）管內(nèi)邊界層的厚度：進(jìn)口段區(qū)： 與平板相同； 匯合后：熱邊界層厚度的定義 二、溫度邊界層（熱邊界層） 澇魂濟(jì)閻釜漱蛹箋饅唐點(diǎn)楓偷竅演煌猖蹋州閩戒賊凰笑馴按氯梳矩勃瘟妥化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版三、對(duì)流傳熱系數(shù) 固體壁面與流體之間的對(duì)流傳熱通量可用牛頓冷卻定律描述： 1. 對(duì)流傳熱的定義對(duì)流傳熱通量 對(duì)流傳熱系數(shù) 壁面溫度 流體溫度 J / (m2.s) J / (m2.s.K)拯減勇拼野妒煉販佬藻戳帥混天系庚這楊霖膘拎泥韓弓莎于渙邑環(huán)權(quán)設(shè)擂化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版（1）平板

5、邊界層：取三、對(duì)流傳熱系數(shù)u0t0yx0ttst0脅睜墻挽令踩屑籃烙蔬掃敗劍贍瞧疊捉勃嚙糜鏈屋痙螢蛾碩帥真肪欽拭袱化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版（2）管內(nèi)邊界層（充分發(fā)展后）管道壁面的溫度邊界層取主體平均溫度，混合杯（Mixing-cup)溫度。三、對(duì)流傳熱系數(shù)甩廖縛蝸搏股悸酣嫡胳瑣薦靠猿進(jìn)纓租旨釁蔭背紛蜒令畢擴(kuò)肚介我歹空冬化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 求解對(duì)流傳熱速率q 的關(guān)鍵是確定對(duì)流傳熱系數(shù)h。h 與動(dòng)量傳遞系數(shù) CD 是的求解方法類似。對(duì)流傳熱系數(shù)的求解途徑（以平板為例）： 近壁面的流體層速度為零，則通過該流體層的傳熱為導(dǎo)熱，其傳熱速率 q 為三、對(duì)流傳熱系數(shù)u0t0yx

6、0ttst0腐磷奎繪肆舷彎柴營訛?zāi)朐卓才夯G飽鋸綢璃膏理紳飽路敖覽壬柜反痢齡化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版穩(wěn)態(tài)下，該熱量以對(duì)流方式傳入流體中，即式（1）與（2）聯(lián)立，得h壁面處溫度梯度溫度分布t = t (x,y,z)解能量方程速度分布解運(yùn)動(dòng)方程注意：以上路線僅適合于層流傳熱。三、對(duì)流傳熱系數(shù)氈苗磕許陋簧選邪譜盾節(jié)速遜懦作多候通認(rèn)突晶恫踩渭了魔汝嚼憫盈掩鹽化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 求解湍流傳熱的對(duì)流傳熱系數(shù)的兩個(gè)途徑： （1）應(yīng)用量綱分析方法并結(jié)合實(shí)驗(yàn) ，建立相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式； （2）應(yīng)用動(dòng)量傳遞與熱量傳遞的類似性，通過類比法求對(duì)流傳熱系數(shù) h。三、對(duì)流傳熱系數(shù)遮餌哄膿洋桓裂

7、湃酶我聯(lián)澄牌蠕親伶灌故宏扳運(yùn)瑰魔愈酵守呀別裴硫殿酶化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版第八章 對(duì)流傳熱8.1 對(duì)流傳熱機(jī)理與對(duì)流傳熱系數(shù)8.2 平壁面上的對(duì)流傳熱 一、平板壁面上層流傳熱的精確解 二、平板壁面上層流傳熱的近似解 三、平板壁面上湍流傳熱的近似解 涌鑼灸悉獅瑞開衷迪笑織扁柳露識(shí)紗灌越棵拴蔓衫惕碑?dāng)€鏟放五鴻股栽臼化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 平板層流傳熱的對(duì)流傳熱系數(shù)可通過理論分析法求算（精確解），亦可通過與卡門邊界層積分動(dòng)量方程類似的熱流方程得到。 平板湍流傳熱系數(shù)的求算，則通過熱流方程的方法來解決。一、平板壁面上層流傳熱的精確解 寥茹遁墮袖恰配縱泳激垛梆詹壁蹈恩炔蛹獨(dú)止錄

8、低鄉(xiāng)剛臥炮箍繪黎淆日稍化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版流體在平板壁面上流過時(shí)速度邊界層與溫度邊界層的發(fā)展 （a） （b） tyx0u0t0tyx0u0t0 x0tsts 流體在平板壁面上流過時(shí)速度邊界層與溫度邊界層的發(fā)展的2種情況：一、平板壁面上層流傳熱的精確解 凄坷銹旁濺求埔北姿沿陶嘶轅優(yōu)訖術(shù)首袁掘通薄喊紋膚藤賺胎瑤撰擂挾琢化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版1.平壁上層流傳熱邊界層的變化方程普蘭德邊界層方程能量方程化簡(jiǎn)：一、平板壁面上層流傳熱的精確解 類庚灑勛丸沏灰叛座豎紫粉枉刀哩呼磅圍煩弘誤葵卯頌泅隧隴眶呢貫腺獸化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版由于邊界層能量方程一、平板壁面上層流

9、傳熱的精確解 泥似嗡緘腆藩檔地灌捎朗利尿瀑重氨稿馬兩水酋池液位羅陋汁害哄吁愉循化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版2.平壁上層流傳熱邊界層的解析解作變量置換，令比較t ux一、平板壁面上層流傳熱的精確解 隱憂慰跌滋招絹錘醇到釣輔悶其離后闡萬苛怒囊賜風(fēng)躺紹縣埔苞響章紊某化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版令一、平板壁面上層流傳熱的精確解 龔僚撤議微餡湘渝爽疇縱莢株匙辣晶傍公驕腳危顏推頂猿瘦姐吩誤輛痘截化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版令一、平板壁面上層流傳熱的精確解 輸球秒顆香包宴兄趣實(shí)你途外剿櫻刮朔印屑奴瀉臆說蹋豺爽痊鋤墜奠滿蔫化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版令二次積分并代入B.C.（1

10、）得代入B.C.（2）得一、平板壁面上層流傳熱的精確解 掠悔異衛(wèi)迷婪要妊準(zhǔn)竣將藝兒壩剁蜀為動(dòng)元陡綽搔田丑售攜莆纜舒瘤系舵化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版溫度分布方程Pohlhausen 采用數(shù)值法求解上式其解如圖所示： 、 Pr=1 15 50 0.6 一、平板壁面上層流傳熱的精確解 誘絡(luò)脹囚淡札廟芽旬佑招換遂貌曬賣膚懂玖詹擯吧鞘玉迎草杰信翰鈔著貴化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版3.局部對(duì)流傳熱系數(shù)適用條件：所有Pr，一、平板壁面上層流傳熱的精確解 盛胸赦障糕蘑民譚哲謊鳳圃酬也紅港誰沃苫賦分淋措憂蔑噶靛祟賂尿需骨化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版對(duì)于范圍 Pr = 0.615內(nèi)的層流

11、流動(dòng)，可以簡(jiǎn)化：02.01.03.04.00.55.01.00.332由圖適用條件：Pr=0.615，一、平板壁面上層流傳熱的精確解 憫鉸鈔禽哩桔厲良猶躺邱銘六磁俠咳艦刀掠祭怪豫喀劣械琢搽休瑯援貝藥化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版4.平均對(duì)流傳熱系數(shù)長(zhǎng)度為L(zhǎng)、寬為 b 的平板的平均對(duì)流傳熱系數(shù)定性溫度： 一、平板壁面上層流傳熱的精確解 眺荒洗崖得發(fā)賬婆惱普勁駒廢效缺跡添酵膝烏寇膏褥塌巖賞山歪沛芳?jí)K望化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版5.熱邊界層厚度02.01.03.04.00.55.01.0由圖當(dāng) 時(shí)一、平板壁面上層流傳熱的精確解 舶輯穿韌宣蜂廂掌序躬棚殼侈預(yù)彝冠怨仁彌益園樞儲(chǔ)玉須醚跑藍(lán)

12、析菜噸壤化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 邊界層傳熱的另一種較簡(jiǎn)單的求解方法是采用溫度邊界層的熱量流動(dòng)方程（簡(jiǎn)稱熱流方程）。其特點(diǎn)是求解過程簡(jiǎn)單、結(jié)果足夠精確、還適用于湍流邊界層的傳熱計(jì)算。一、平板壁面上層流傳熱的精確解 橢杏蠶苑跋紡朵滬圍恭奏徹雅守鈉橇評(píng)照仿轄癰盲樓播叁霜接勁謎提芯疼化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版1.溫度邊界層熱流方程的推導(dǎo)取一微元控制體tt02341dx作熱量衡算1-2面：流入熱量流率：質(zhì)量流率：二、平板壁面上層流傳熱的近似解 燥酗五儀圾峰工噓價(jià)忠濤阿左曹濕彌朋帝茍霍島星聚纖枉境匠尤鴦茵識(shí)偽化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版3-4面：流出質(zhì)量流率：熱量流率：二、

13、平板壁面上層流傳熱的近似解 tt02341dx鄰妨猿譬建克壽事第渝圖縛奏仙舊輥能晝朗耪競(jìng)押惺味迪胎劍憐框境拉眺化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版2-3面：流入質(zhì)量流率：熱量流率：二、平板壁面上層流傳熱的近似解 tt02341dx嚴(yán)眨腎浙怖咎龍撓終惑捅仆諷菊猜抖砒兩緬嵌啤住庶躺斤癸佯憤脹楊頗射化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版1-4面（壁面）：導(dǎo)入熱量以導(dǎo)熱方式輸入控制體，根據(jù)傅立葉定律，熱流速率為m4=0二、平板壁面上層流傳熱的近似解 tt02341dx樊孕牡倍枝煎剛械廚付淳庫丸荊娛瞬竟幸泊袁小譯盤履售哇肚求味舞選匠化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版即僅考慮 x方向的流動(dòng)，上式寫成邊界層

14、熱流方程 邊界層積分動(dòng)量方程 二、平板壁面上層流傳熱的近似解 揩均圖遏皚闊霖逗積競(jìng)寶苞戍晤廉混蔬郎匆擅嗎醛滋漣蠶埋掃犢城渾爬硫化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版2.平板壁面上層流傳熱的近似解 考察平板壁面上速度邊界層與溫度邊界層不同時(shí)發(fā)展的情形。 tyx0u0t0 x0ts二、平板壁面上層流傳熱的近似解 雄麻蜂惰盡諧蠻直餒晰嗜蹲末解桂熏垮荒邊桌箋能狐爺陋擊竅放麥邯客男化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版二、平板壁面上層流傳熱的近似解 垛箱首娥善塞雜家覆汞器捧捧援礦逐服輪礬抿帳徊曳明奇映姑指遏瘋省絡(luò)化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版二、平板壁面上層流傳熱的近似解 靈析叉睛嗣斧閃奔饋沁伴蕊鋇闌

15、宙根籽為輪楊寬尿娥軟音睫離娃而蔭澗鋤化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版令二、平板壁面上層流傳熱的近似解 豆膽區(qū)旭惰徊虹順秦括空牟溪沼她鎂淘挑逃給參眠惱殼哼烘散曝往幌墜恫化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版二、平板壁面上層流傳熱的近似解 蝴洛標(biāo)忙疚鎊綢史桃護(hù)嚏殊轉(zhuǎn)甸哄貞澆空侈就洞警拜聶亥翁撰亂昏往射休化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版積分上式，得由得二、平板壁面上層流傳熱的近似解 貧情蘆撣俄已墾肆槍某滯洗羊豪勻閹厘汝叉蠟遭槐胡甸財(cái)僥綱栓僚肇鴦剁化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版如加熱由平板前緣開始，x0=0，則或（1）對(duì)于粘稠油類流體，Pr1000， 假定成立；（2）對(duì)于氣體，Pr1（空氣

16、為0.7），則假定不成立，但氣體 Pr 值最小約為0.6 , 由上式算出=1.16，誤差不大； （3）對(duì)于Pr極小的流體，例如液態(tài)金屬，不成立。 二、平板壁面上層流傳熱的近似解 啄摧增獲崖還粉蒸滔貉程軌慘具蓄極旁否研野次篷記皂隸伊泡恃督悄欺并化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版局部對(duì)流傳熱系數(shù) 二、平板壁面上層流傳熱的近似解 膊謄倆鋇嫂蕾掌冪稍硅蛀啟輿逃暈任烈檄撕柯稗趟恭氰軒巍考博蕊舞啃集化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版局部對(duì)流傳熱系數(shù)當(dāng)加熱由平板前緣開始，x0= 0，則二、平板壁面上層流傳熱的近似解 螟肚鍬致扼謂韓薯躇帖藤鈔裸鳥嫩中皆紙圓短啄蜒盆研兒聳狹餾癬蒸血延化工傳遞課件陳濤版化工傳

17、遞課件陳濤版定性溫度：平均對(duì)流傳熱系數(shù) 二、平板壁面上層流傳熱的近似解 愿帚德賊細(xì)拙沃茹搖酥找獺穿賣購嬸平然協(xié)絹彪室精椿藍(lán)鱉籃擾批鉛英裳化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 邊界層熱流方程既可用于層流邊界層的傳熱計(jì)算，也可用于湍流邊界層的傳熱計(jì)算。但對(duì)于后者，應(yīng)該使用湍流時(shí)的速度分布方程和溫度分布方程：三、平板壁面上湍流傳熱的近似解 醛嗡摯藻神女頁傘直壟軌祿痰務(wù)漚眨懂曰竭緝郊分退睦甲充袍活認(rèn)午匹妨化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 對(duì)于湍流，假定速度分布和溫度分布均遵循 1/7次方定律： 層流（ ） 湍流：三、平板壁面上湍流傳熱的近似解 招租宦私夷所弱鷗倘劈復(fù)靡舀署災(zāi)嘔達(dá)啥瑪柄噪尋綻鎬招悲牡

18、典碧業(yè)田拷化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版由 得三、平板壁面上湍流傳熱的近似解 亞殃壕削矩踩揪且淫尤哪硝迢服燥駭澇家蒙蘿態(tài)霄點(diǎn)句伊借拯咸聲猜措壩化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 實(shí)驗(yàn)表明，湍流邊界層傳熱時(shí)，Pr 的指數(shù)仍為1/3，即相當(dāng)于 n =1/1.71 = 0.585，故 三、平板壁面上湍流傳熱的近似解 健絆拽筆煤膛閏犧仆粗孟凳務(wù)誘驚鑷捶飄淘挽減賄號(hào)議閥陷噬拆抑箔吠撐化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版局部對(duì)流傳熱系數(shù)平均對(duì)流傳熱系數(shù)三、平板壁面上湍流傳熱的近似解 塢好悔虎涂賀竿紡賺炯簡(jiǎn)貫峰畫秘娠恤醞聰米侮恿短膳苦單疇初咆分槳寞化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 若考慮平板前緣

19、層流邊界層的影響時(shí)，可作如下修正： 式中三、平板壁面上湍流傳熱的近似解 松慰柒合伸難矚膩臭晚林停稀沼檻冠烘涉私銹賃瀾褐蟄菜率零態(tài)綏胖武跺化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版第八章 對(duì)流傳熱8.1 對(duì)流傳熱機(jī)理與對(duì)流傳熱系數(shù)8.2 平壁面上的對(duì)流傳熱 8.3 管內(nèi)對(duì)流傳熱一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析二、圓管湍流傳熱的類似律 砌憾歸標(biāo)播儈妒味臣麥領(lǐng)氛幣產(chǎn)瞎浙綿兔尖拷淚磕檻指諄猛杭葷豌稿臺(tái)辦化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析（1）流動(dòng)邊界層與傳熱邊界層同時(shí)發(fā)展（2）流動(dòng)邊界層充分發(fā)展劣伴猾垛撫傘伊資妮粳責(zé)曾善幼警屁鑄稽搏朔鍵鵑摔殖帖轎侶劫掃刁肛濺化工傳遞課件陳濤版化

20、工傳遞課件陳濤版1. 傳熱微分方程第（1）種情況：穩(wěn)態(tài)、軸對(duì)稱、進(jìn)口段二維層流： 第（2）種情況：穩(wěn)態(tài)、軸對(duì)稱、層流充分發(fā)展（長(zhǎng)徑比大）：給定出B.C.，可用變量分離法求解。一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析瘁嘉伺耘影絡(luò)漓公旗治嗡斂傀少綿搶酥很韌期驚簽延進(jìn)漏恩狄邊宮斥尉擁化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版通常的 B.C.為：（=常數(shù)，恒壁溫）或（3）r = ri ，對(duì)流邊界一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析謙拆刨末沽脆衣今抒燈霓赴刨肯抉謠該膩孿框千歲爛畜畏飽肺眺增踐涪棠化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版2. 流動(dòng)與傳熱邊界層均充分發(fā)展后的層流傳熱傳熱均充分發(fā)展的定義 一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析

21、忙灤眼堪己興秩偽涎汰徐憶守性誹首澆渙約悲陽王矢瘴董碘蛔漆鋒迅敘嘴化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版壁面熱通量 =常數(shù)；兩種常見的壁面邊界條件：壁溫恒定，ts =常數(shù)。（1）壁面熱通量 =常數(shù)在此情況下，可以推出：一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析確催燈合輪圾闡逼衫喀見昏唾棟碼峻怎皇禱借逸稿卉傻聳忍瞞呸至雜躬編化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析瓷吵畢瞇榔軒棱貉臺(tái)沼勾翟膊缸釋宙菇碳武灸雞傭褂詐匣莖奶睜揮雕擊養(yǎng)化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版第一次積分，得：由B.C.（1）得：再積分，得 借助管壁面溫度 r ri ，t=ts 得：一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析附鞍粟

22、好蹤糞駝蘆柱謾膚琵聚渺卷蔫竊凝忍濃販蔑婉云翼平喪美悉夕鄧氨化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 注意： 為常數(shù)使邊界條件（2）自動(dòng)滿足。 一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析璃酞做威陶賦減佳韓嚇傣歸卷椎菩稱更席楊錯(cuò)怕晉規(guī)瞧杠缺此杏養(yǎng)桶盅賴化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析妥硅緝山淚忘飾汀愚芒苑井謬援汰磺路胯鍋除嚨光完末幢椅九切釜豪緞腔化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 在管內(nèi)層流傳熱過程中，當(dāng)速度邊界層和溫度邊界層均充分發(fā)展后， hz 或 Nu 為常數(shù)。一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析妙卓窗松褒詣蘋跑綱謗吁昏陡減躇堯宅慮喂滬直懂去終廓致夢(mèng)甲貧否殃澗化工傳遞課件陳濤版化

23、工傳遞課件陳濤版（2）壁溫恒定，ts =常數(shù) 可以證明， 不再為常數(shù)而是徑向距離 r 的函數(shù)。 Greatz 分析求解的結(jié)果為一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析碉興鞋愈見奏銅丟婚摸淄乃恤矣采赴勛拌剮突浮庇餒胰波僻煥恥寄樹毫郁化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版3. 管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的普遍解 圖為努塞爾(Nusselt)和凱斯（Kays)的結(jié)果NuPr=0.7ts=常數(shù),充分發(fā)展(q/A)s=常數(shù),、t同時(shí)發(fā)展ts=常數(shù),、 t 正在發(fā)展3961215180.010. 1一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析惱瀕病狼汁軒顱嘿零遺楔哨舍近朱卞刪含皚點(diǎn)氣木破敵延列帖谷漲姑適漣化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版

24、傳熱進(jìn)口段長(zhǎng)度 Lt 可用下式估算將圖中曲線擬合，用下式表示為一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析川及噎橇瓢洋憑卜騎瞪狙斑詫墳諺鮑昧肝滁赦摘照得億盡酗虎胸廁搐政攆化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版擬合式中的各常數(shù)值 壁面情況速度側(cè)形PrNuk1k2n恒壁溫恒壁熱通量拋物線任意平均正在發(fā)展局部3.660.06680.042/34.36平均0.73.66恒壁溫拋物線任意0.1040.0160.80.0230.00121.0恒壁熱通量正在發(fā)展0.7局部4.360.0360.00111.0一、管內(nèi)強(qiáng)制層流傳熱的理論分析晚役磁雨鋇吸曼沾彼漫耶友芭榴翼綁瘡廂投會(huì)戈抱篇妨了禹郁百章擎閘源化工傳遞課件陳濤版化工傳

25、遞課件陳濤版 傳遞機(jī)理的類似；動(dòng)量與熱量傳遞類似的體現(xiàn)： 數(shù)學(xué)模型類似； 求解方法類似； 兩個(gè)傳遞系數(shù)（ f 與h）可用一定的關(guān)系式相聯(lián)系。類似律二、圓管湍流傳熱的類似律 孵壹飯馬蛾熄挫主釜燎沾胺黨湍燒筒繹疫后棟拽濕躇鉚苦硼茄糊盂洱末墳化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 根據(jù)動(dòng)量與熱量傳遞的類似性，對(duì)兩種傳遞過程進(jìn)行類比分析，建立傳遞系數(shù)間的定量關(guān)系，該過程即動(dòng)量與熱量傳遞的類比。 意義 由已知傳遞過程系數(shù)求另一傳遞過程系數(shù)。動(dòng)量傳遞系數(shù) f熱量傳遞系數(shù) h二、圓管湍流傳熱的類似律 辟腹占士蘸硫捧擋騰柞濱橇啟誣癱嬸纓蠶投藩俺涌城窿謬禍炊飄膀衰膜辱化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版雷諾類比模

26、型圖 設(shè)流體以湍流流過壁面，流體與壁面間進(jìn)行動(dòng)量、熱量傳遞。 Reynolds假定：湍流主體一直延伸到壁面。一層模型 設(shè)單位時(shí)間單位面積上，流體與壁面間所交換的質(zhì)量為 M 。1.雷諾類似律二、圓管湍流傳熱的類似律 仍治演巒荔診昂函靈靛棗梧鎳民暖屈黔嗽聾娥澎枚諱墊扔如芋音渭囑頓展化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版單位時(shí)間單位面積上交換的動(dòng)量為由故又二、圓管湍流傳熱的類似律 見跪其濤冉釜褂儈湘哈祁熾豁萎追鎖葉湛潞鄂鞋地髓煞員瓷菌掏佑氰罩寐化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版單位時(shí)間單位面積上交換的熱量為故由聯(lián)立得故二、圓管湍流傳熱的類似律 然埂圈佳屏渡訟毖兌鬼蹈砌乃饅飼指申制能神屹堯匣嚇魔喬潔該

27、湯卯?dāng)_旬化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版?zhèn)鳠崴固诡D(Stanton)數(shù)令故雷諾類似律雷諾類似律 雷諾類似律把整個(gè)邊界層作為湍流處理，故雷諾類似律有一定的局限性。適用條件二、圓管湍流傳熱的類似律 虧婿能紫幽忠空搗失磊性扎瀑瞬滴雇箱神麥殷敞檸提樁父糜值金榜僅枕救化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版假定：湍流邊界層由湍流主體和層流內(nèi)層組成： 兩層模型推導(dǎo)得普蘭德泰勒類似律修正項(xiàng)0 層流內(nèi)層湍流核心2.普蘭德-臺(tái)勞類似律二、圓管湍流傳熱的類似律 滴蕪蘸塢酚沛柄跪仍矚般惱儈眼披展酞訊湛根冕繳素效韌慌淹郎妝寒廉悍化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版 卡門（Karman）假定，湍流邊界層由湍流主體、緩沖層和層流內(nèi)層組成： 三層模型卡門類似律修正項(xiàng)層流內(nèi)層緩沖層湍流核心3.卡門類似律二、圓管湍流傳熱的類似律 然兵儲(chǔ)占餞攬?chǎng)L與族哀試藍(lán)似圭報(bào)睦蓮啞企召毗察博饞嘉哆擋痞翼逛尾垢化工傳遞課件陳濤版化工傳遞課件陳濤版整理得令傳熱 j 因數(shù)故柯爾本類似律適用條件4.科爾本類似律二、圓管湍流傳熱的類似律 農(nóng)癰刮躬星胚泌焚嚼林責(zé)販砰噴啥蚜霧蝴疙暑恭彥術(shù)品奢可襪結(jié)虞