当前课程知识点：传热学 > 第六章 > 6.3.1管槽内强制对流流动和换热的特点 > Video
大家好 这堂课我们讲一下
内部流动强制对流换热
实验关联式 主要涉及
管槽内强制对流流动
和换热的特点 那么
内部流动和外部流动
它的区别是什么呢
主要在于流动边界层
与管道壁面之间的
相对关系不同 在外部流动中
换热壁面上的流体边界层
可以自由的发展 不会受到
管壁阻碍或限制 因此
在外部流动中往往存在着
一个边界层外的区域
在那里无论速度梯度
还是温度梯度都可以忽略
而在内部流动中换热壁面上
边界层的发展受到了
流道壁面的限制 因此
其换热规律就与外部流动
有明显的区别
下面我们先看一下
管内强制对流流动和
换热的特点 首先
管内的流动它分为层流和湍流
其分界点为以管道直径
为特征尺寸的雷诺数的
大小来确定 其值为2300
一般认为雷诺数大于1万
以后为旺盛湍流
而雷诺数大于2300
小于1万的范围为过渡区
还有就是入口段 热边界层薄
表面传热系数越高
在流体力学中我们可以知道
当流体从大空间进入一根圆管时
流动边界层有一个
从零开始增长 直到汇合于
管子中心线的过程
类似的 当流体与管壁之间
有热交换时 管子壁面上的
热边界层也有一个从零开始增长
直到汇合于管子中心线的过程
当流动边界层与热边界层汇合于
管的中心线后 称流动或
换热已经充分发展
此后的换热强度将保持不变
那么从进口到充分发展段
之间的区域称之为入口段
入口段的热边界层较薄
局部表面传热系数比
充分发展段的传热系数要高
且沿着主流方向逐渐降低
如果边界层中出现湍流
则湍流的扰动与混合作用
又会使局部表面传热系数
有所提高 再逐步趋于
一个稳定值 热边界条件
有均匀壁温和均匀热流两种
我们来具体看一下 当流体
在管内被加热或被冷却时
加热或冷却的壁面热状况
称之为热边界条件
在实际的工程传热中
会有多种多样的热边界条件
这里我们主要介绍
两种典型的条件
第一个就是轴向与周向
热流密度均匀
简称为均匀热流
还有就是轴向与周向
壁温均匀 简称为均匀壁温
湍流时由于各微团之间的
剧烈混合 除液态金属外
两种热边界条件对于
表面传热系数的影响
可以忽略不计 但是
对于层流以及低雷诺数的
介质的情况 两种边界条件
下的差别是不容忽视的
比如采用蒸汽凝结来加热时
或者液体沸腾来冷却时
壁面温度可以认为是均匀的
当采用均匀缠绕的
电阻丝来加热壁面时
就造成了接近均匀
热流密度的条件
第四个就是特征速度及
定性温度的一个确定,特征
速度一般取截面的平均流速
而定性温度一般取
截面上流体的平均温度
也就是进口或出口截面的温度
平均值 还有就是温差
在牛顿冷却公式中
平均温差对于恒热流条件来说
可取壁面温度与
周围温度的差值
对于恒壁温条件来说
截面上的局部温差是个变值
应利用热平衡式对
平均分差进行一个求解
那么根据能量守恒
我们可以得到该式
于是我们将平均温差进行整理
发现它可以获得如下的该式
这里我们需要强调一下
对数平均分差在换热器的
设计计算中会经常的用到
所以希望大家好好
的学习理解
以上就是这次课的全部内容
谢谢大家 这样
-1.1传热学的研究内容及其应用
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-1.2热量传递的三种基本方式
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-第一章--1.2热量传递的三种基本方式
-1.3传热过程与传热热阻
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-第一章--1.3传热过程与传热热阻
-2.1导热基本定律
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-2.2热导率的概念
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-第二章--2.2热导率的概念
-2.3导热微分方程
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-第二章--2.3导热微分方程
-2.4导热微分方程单值条件
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-第二章--2.4导热微分方程单值条件
-2.5平板稳态导热问题
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-第二章--2.5平板稳态导热问题
-2.6圆筒壁的稳态导热问题
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-第二章--2.6圆筒壁的稳态导热问题
-2.7球壳稳态导热
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-第二章--2.7球壳稳态导热
-3.1集总参数法-I
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-3.2集总参数法-II
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-第三章--3.2集总参数法-II
-4.1稳态导热解-I
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-4.2稳态导热解-II
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-4.3非稳态导热解
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-第四章--4.3非稳态导热解
-5.1对流传热概说
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-第五章--5.1对流传热概说
-5.2对流传热问题的数学描写
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-第五章--5.2对流传热问题的数学描写
-5.3.1流动边界层与热边界层
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-第五章--5.3.1流动边界层与热边界层
-5.3.2二维稳态边界层型对流传热问题的数学描述
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-第五章--5.3.2二维稳态边界层型对流传热问题的数学描述
-6.1相似原理
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-6.2量纲分析及相似原理的应用
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-第六章--6.2量纲分析及相似原理的应用
-6.3.1管槽内强制对流流动和换热的特点
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-第六章--6.3.1管槽内强制对流流动和换热的特点
-6.3.2管槽内湍流强制对流换热实验关联式
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-第六章--6.3.2管槽内湍流强制对流换热实验关联式
-6.3.3管槽内层流与过渡流动强制对流换热实验关联式
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-6.4外部流动强制对流换热实验关联式
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-第六章--6.4外部流动强制对流换热实验关联式
-6.5.1大空间与有限空间自然对流传热
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-第六章--6.5.1大空间与有限空间自然对流传热
-6.5.2大空间与有限空间自然对流传热的实验关联式
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-6.6射流冲击传热的实验关联式
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-第六章--6.6射流冲击传热的实验关联式
-7.1凝结换热及影响因素-I
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-第七章--7.1凝结换热及影响因素-I
-7.2沸腾换热及影响因素-II
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-第七章--7.2沸腾换热及影响因素-II
-8.1热辐射基本定律
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-第八章--8.1热辐射基本定律
-8.2实际物体辐射特性
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-第八章--8.2实际物体辐射特性
-9.1-角系数
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-第九章--9.1-角系数
-9.2-多表面间的辐射热量-净热量法
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-第九章--9.2-多表面间的辐射热量-净热量法
-9.3多表面间的辐射热量-网络图法-
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-第九章--9.3多表面间的辐射热量-网络图法-
-10.1换热器的类型
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-第十章--10.1换热器的类型
-10.2换热器对数平均温差的计算
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-第十章--10.2换热器对数平均温差的计算
-10.3换热器的热计算：1平均温差法
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-10.4换热器的热计算：2效能-传热单元数法
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