对流换热第五章-5.pptVIP免费

第五章单相流体对流换热SinglePhaseFluidConvectiveHeatTransfer5-4自然对流换热一、概述静止的流体，与不同温度的固体壁面相接触，热边界层内、外的密度差形成浮升力（或沉降力）导致流动tggffB)(固体壁面与流体的温差是自然对流的根本原因1、自然对流的起因2222yTxTyTxTucp)())()22222222yxypFyxuyuxuxpFyuxuuyx（（xu0yxwwxyTTTh,对流换热过程的数学描述(条件!)相对关系惯性力体积力粘性力以竖壁强迫对流和自然对流为例0y0uwTTty或uuTT0y0uwTTy0uTT导致这种差异的机理:流动起因不同强迫对流自然对流(1)速度边界层的厚度与热边界层的厚度相等2、边界层的特征(2)速度边界层内速度分布在内部呈现峰值(3)在边界层边缘处，依然具有强迫对流边界层的特点0uy0Ty0py层流：810PrGr湍流：1010PrGr过渡区：10810PrGr10自模化现象：在常壁温或常热流边界条件下，达到旺盛湍流时，hx将保持不变，与壁面高度无关！！3、流态判据葛拉晓夫数物理意义----表征浮升力与粘性力比值的一种度量232020)()(rlTTgluulTTgGfwfw在自然对流中，Re不是一个独立的准则，而是Gr的函数Nu=f(Gr,Pr)在自然对流中，参考速度u0是有浮升力引起的自然对流换热准则关联式常采用幂函数形式:const;RaPr)Gr(NunnwTCC三、大空间自然对流换热对于竖直圆管，只有满足:1435ldlGr才能采用竖直平壁计算关联式。否则不能用。注意:对于自然对流湍流换热,准则关联式为:constTw时（第一类边界条件）：Pr)(10.031xxxGrxhNu展开关联式后,等号两边的定型尺寸可以消去。表明:自然对流湍流换热的表面传热系数与定型尺寸无关自模化现象利用该特性，湍流自然对流换热的实验研究可以采用较小尺寸的物体进行，只要求实验现象的GrPr值处于湍流范围四、有限空间中的自然对流换热有限空间自然对流换热：热由封闭的有限空间高温壁传到它的低温壁的换热过程靠近热壁的流体因浮升力而向上运动，靠近冷壁的流体则向下运动有限空间中的自然对流换热是热壁与冷壁间两个自然对流过程的组合1、竖直夹层夹层厚度与高度比较大(大于0.3)冷热两壁的自然对流边界层不会互相干扰。可按无限空间...