第5章 對流傳熱例題

關(guān)于對流傳熱問題的計算1關(guān)于對流傳熱問題的計算2關(guān)于對流傳熱問題的計算3例題2關(guān)于對流傳熱問題的計算4冷卻水以2m/s的速度流過內(nèi)直徑為20mm、內(nèi)壁面平均溫度為90℃的長銅管，水的進(jìn)口溫度為20℃.試求將其加熱到60℃時所需的管長。分析：

1）首先要判斷問題的性質(zhì)銅管管壁－導(dǎo)熱流體與管壁－對流傳熱水的溫度為什么會變化？來自高溫管壁對其的加熱作用－對流傳熱過程5冷卻水以2m/s的速度流過內(nèi)直徑為20mm、內(nèi)壁面平均溫度為90℃的長銅管，水的進(jìn)口溫度為20℃.試求將其加熱到60℃時所需的管長。分析：

流體流動通道（固體壁面的形狀）－圓管管內(nèi)給定了流體速度－強(qiáng)迫對流物理模型：流體在管內(nèi)的強(qiáng)迫對流傳熱過程6如何計算管長？管長體現(xiàn)的是什么？換熱面積的差異壁面溫度、管徑、流體溫度已知，但換熱量，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h和管長未知？h可由實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式確定，管長待求，那么換熱量呢？789101112=3.72m1314一水平放置的架空輸油管道，保溫層外徑do=400mm，壁溫tw=50℃，周圍空氣溫度t∞=20℃。試計算輸油管道外壁面的在無風(fēng)時的對流散熱量。分析：（1）所求：輸油管外表面的對流散熱量－對流傳熱問題（2）無風(fēng)：自然對流傳熱物理模型：大空間的自然對流傳熱問題15一水平放置的架空輸油管道，保溫層外徑do=400mm，壁溫tw=50℃，周圍空氣溫度t∞=20℃。試計算輸油管道外壁面的在無風(fēng)時的對流散熱量。物理模型：大空間的自然對流傳熱問題計算依據(jù)：麥克亞當(dāng)（McAdams）實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式16計算依據(jù)：麥克亞當(dāng)（McAdams）實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式換熱面形狀和位置適用范圍Cn定型尺寸豎平板和豎圓柱（管）1.43×104<Gr<3×1090.591/4高l3×109<Gr<2×10100.02920.39高lGr>2×10100.111/3高l水平圓柱（管）1.43×104<Gr<5.76×1080.481/4直徑d5.76×108<Gr<4.65×1090.01650.42直徑dGr>4.65×1090.111/3直徑d17解：定性溫度：℃查得空氣的物性參數(shù)：

λm=0.0272W/(m

K)，νm=16.58×10-6m2/s，Prm=0.7將空氣看作是理想氣體：

K-1℃18根據(jù)Grm得：C=0.48，n=1/4于是：19

W/(m2

K)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為：單位管長的對流傳熱量為：

W/m20空氣以2.5m/s的速度在內(nèi)徑為22mm、長2.5m的管內(nèi)流動，空氣的平均溫度為39℃，管壁溫度為58℃，試求管內(nèi)對流傳熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。已知：管內(nèi)強(qiáng)迫對流傳熱問題

u=2.5m/s，d=0.022m，l=2.5m，tf=39℃，tw=58℃求h21已知：管內(nèi)強(qiáng)迫對流傳熱問題

u=2.5m/s，d=0.022m，l=2.5m，tf=39℃，tw=58℃求h解:(1)以tf=39℃

為定性溫度，查得，22以tw=58℃

查得：

（2）空氣