传热学-第6章3.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《传热学-第6章3.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《传热学-第6章3.ppt(64页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第六章第六章 单相对流传热的实验关联式单相对流传热的实验关联式 1第6章 对流换热2第6章 对流换热 6-1 6-1 相似原理及量纲分析相似原理及量纲分析1 1 问题的提出问题的提出A A 实验中应测哪些量实验中应测哪些量(是否所有的物理量都测)(是否所有的物理量都测)B B 实验数据如何整理实验数据如何整理(整理成什么样函数关系)(整理成什么样函数关系)(2)(2)实物试验很困难或太昂贵的情况,如何进行试验?实物试验很困难或太昂贵的情况,如何进行试验?相似原理将回答上述三个问题相似原理将回答上述三个问题(1)(1)变量太多变量太多3第6章 对流换热特征数方程:无量纲特征数方程:无量纲量之间的
2、函数关系量之间的函数关系相似原理的研究内容:相似原理的研究内容:研究相似物理现象之间的关系,研究相似物理现象之间的关系,物理现象相似:物理现象相似:对于同类的物理现象,在相应的时刻与相对于同类的物理现象,在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对应应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例。成比例。同类物理现象同类物理现象用相同形式并具有相同内容的微分方程式用相同形式并具有相同内容的微分方程式所描写的现象。所描写的现象。物理现象相似的特性物理现象相似的特性(2)(2)各特征数之间存在着函数关系,如常物性流体外各特征数之间存在着函数关系,如常物性流体外略平板对流换热特征数:略平板对流换热
3、特征数:(1)(1)同名特征数对应相等;同名特征数对应相等;4第6章 对流换热4 4 物理现象相似的条件物理现象相似的条件 同名的已定特征数相等同名的已定特征数相等 单值性条件相似:单值性条件相似:初始条件、边界条件、几何条件、物理条件初始条件、边界条件、几何条件、物理条件测量哪些物理量测量哪些物理量:只需测量各特征数所包含的物理量只需测量各特征数所包含的物理量实验数据如何整理实验数据如何整理:按特征数之间的函数关系整理按特征数之间的函数关系整理 某一物理现象涉及哪些无量纲数?函数关系如何?某一物理现象涉及哪些无量纲数?函数关系如何?如何进行试验如何进行试验:相似原理的指导下采用模化试验相似原
4、理的指导下采用模化试验 5第6章 对流换热5 5 无量纲量的获得:无量纲量的获得:相似分析法和量纲分析法相似分析法和量纲分析法(1)(1)相似分析法:相似分析法:在已知物理现象数学描述的基础上,建在已知物理现象数学描述的基础上,建立两现象之间的一些列比例系数,尺寸相似倍数,并立两现象之间的一些列比例系数,尺寸相似倍数,并导出这些相似系数之间的关系,从而获得无量纲量。导出这些相似系数之间的关系,从而获得无量纲量。以左图的对流换热为例,以左图的对流换热为例,现象现象1 1:现象现象2 2:6第6章 对流换热建立相似倍数:建立相似倍数:相似倍数间的关系:相似倍数间的关系:7第6章 对流换热获得无量纲
5、量及其关系:获得无量纲量及其关系:类似地:通过动量微分方程可得:类似地:通过动量微分方程可得:能量微分方程能量微分方程:贝克来数8第6章 对流换热自然对流:相似分析,可得自然对流:相似分析,可得格拉晓夫数格拉晓夫数式中:式中:流体的体积膨胀系数流体的体积膨胀系数 K K-1-1 Gr Gr 表征流体浮生力与粘性力的比值表征流体浮生力与粘性力的比值 9第6章 对流换热a a 基本依据:基本依据:定理:定理:n n个物理量个物理量 n-r n-r 个独立的无量纲物理量群间的关系。个独立的无量纲物理量群间的关系。r r 指基本量纲的数目。指基本量纲的数目。b b 优点优点:(a)(a)方法简单;方法
6、简单;(b)(b)在不知道微分方程的情在不知道微分方程的情况下,仍然可以获得无量纲量况下,仍然可以获得无量纲量 例题:以圆管内单相强制对流换热为例例题:以圆管内单相强制对流换热为例 (a)(a)确定相关的物理量确定相关的物理量 (2)(2)量纲分析法:(自学)量纲分析法:(自学)10第6章 对流换热国际单位制中的国际单位制中的7 7个基本量:长度个基本量:长度mm,质量,质量kgkg,时间,时间ss,电流,电流AA,温度,温度KK,物质的量,物质的量molmol,发光强度,发光强度cdcd因此,上面涉及了因此,上面涉及了4 4个基本量纲:时间个基本量纲:时间TT,长度,长度LL,质量,质量MM
7、,温度,温度 r=4 r=4(b)b)确定基本量纲确定基本量纲 r r 11第6章 对流换热n n r=3 r=3,三个无量纲量,三个无量纲量,选定选定4 4个基本物理量个基本物理量u,d,u,d,为基本物理量为基本物理量(c)(c)组成三个无量纲量组成三个无量纲量 (d)(d)求解待定指数,以求解待定指数,以 1 1 为例为例12第6章 对流换热13第6章 对流换热同理:同理:于是有:于是有:单相、强制对流14第6章 对流换热同理,对于其他情况:同理,对于其他情况:自然对流换热:自然对流换热:混合对流换热:混合对流换热:Nu Nu 待定特征数待定特征数 (含有待求的(含有待求的 h h)Re
8、Re,PrPr,Gr Gr 已定特征数已定特征数强制对流强制对流:15第6章 对流换热(1)(1)模化试验应遵循的原则模化试验应遵循的原则a a 模型与原型中的对流换热过程必须相似;模型与原型中的对流换热过程必须相似;b b 单值性条件必须相似,已定特征数相等;单值性条件必须相似,已定特征数相等;c c 物性相似通过引入定性温度来近似实现物性相似通过引入定性温度来近似实现1 1 如何进行模化试验如何进行模化试验6-2 6-2 相似原理的应用相似原理的应用 16第6章 对流换热(a)(a)流体温度:流体温度:(2)(2)定性温度、特征长度和特征速度定性温度、特征长度和特征速度a a 定性温度:相
9、似特征数中所包含的物性参数,如:定性温度:相似特征数中所包含的物性参数,如:、PrPr等,往往取决于温度等,往往取决于温度流体沿平板流动换热时:流体沿平板流动换热时:流体在管内流动换热时:流体在管内流动换热时:(b)(b)热边界层的平均温度:热边界层的平均温度:(c)(c)壁面温度:壁面温度:在对流换热特征数关联式中,常用特征数的下标示出定性温度,在对流换热特征数关联式中,常用特征数的下标示出定性温度,如:如:使用特征数关联式时,必须与其定性温度一致使用特征数关联式时,必须与其定性温度一致17第6章 对流换热b b 特征长度:包含在相似特征数中的几何长度;特征长度:包含在相似特征数中的几何长度
10、;取对于流动和换热有显著影响的几何尺度取对于流动和换热有显著影响的几何尺度不规则槽道:当量直径不规则槽道:当量直径当量直径当量直径(de)(de)A Ac c 过流断面面积,过流断面面积,m m2 2 P P 湿周,湿周,m m18第6章 对流换热c c 特征速度:特征速度:ReRe数中的流体速度数中的流体速度流体外掠平板或绕流圆柱:取来流速度流体外掠平板或绕流圆柱:取来流速度管内流动:取截面上的平均速度管内流动:取截面上的平均速度流体绕流管束:取最小流通截面的最大速度流体绕流管束:取最小流通截面的最大速度 19第6章 对流换热2 2 常见无量纲常见无量纲(准则数准则数)数的物理意义及表达式(
11、数的物理意义及表达式(241241)20第6章 对流换热3 3 实验数据如何整理(整理成什么样函数关系)实验数据如何整理(整理成什么样函数关系)通常整理成已定准则的幂函数形式:通常整理成已定准则的幂函数形式:式中,式中,c c、n n、m m 等需由实验数据确定,通常由图解法和等需由实验数据确定,通常由图解法和最小二乘法确定最小二乘法确定 21第6章 对流换热2222 最小二乘法确定各常量最小二乘法确定各常量特征数关联式与实验数据的偏差用百分数表示特征数关联式与实验数据的偏差用百分数表示幂函数在对数坐标图上是直线幂函数在对数坐标图上是直线22第6章 对流换热(1 1)实验中应测哪些量实验中应测
12、哪些量(是否所有的物理量都测)(是否所有的物理量都测)(2 2)实验数据如何整理实验数据如何整理(整理成什么样函数关系)(整理成什么样函数关系)(3 3)实物试验很困难或太昂贵的情况,如何进行试验?实物试验很困难或太昂贵的情况,如何进行试验?回答了关于试验的三大问题:回答了关于试验的三大问题:所涉及到的一些概念、性质和判断方法:所涉及到的一些概念、性质和判断方法:物理现象相似、同类物理现象、物理现象相似、同类物理现象、物理现象相似的特性、物理现象相似的特性、物理现象相似的条件、已定准则数、待定准则数、定性物理现象相似的条件、已定准则数、待定准则数、定性温度、特征长度和特征速度温度、特征长度和特
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 传热学
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内