對流換熱計算課件.ppt

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1、對流換熱計算對流換熱計算的主要步驟確定換熱類型；計算定性溫度；根據(jù)定性溫度查取物性參數(shù)；計算已定準則；根據(jù)已定準則選取實驗關(guān)聯(lián)式；核實題目條件與關(guān)聯(lián)式條件是否吻合；作相應(yīng)的修正。例題1.水流過長、壁溫均勻的直管時，從被加熱到。管子的內(nèi)徑，水在管內(nèi)的流速為，求表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和管內(nèi)壁溫度。℃℃℃℃解：該換熱屬于管內(nèi)強制對流換熱。定性溫度查取物性參數(shù)計算已定準則選取實驗關(guān)聯(lián)式計算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算管子內(nèi)壁溫度，根據(jù)熱平衡原理有檢查所用公式的適用條件與題目是否相符℃℃例題在一次對流換熱實驗中，10℃的水以1.6m/s的速度流入內(nèi)徑為28mm、外徑為31mm、長為1.7m的管子。管子外表面均勻地纏繞

2、著電阻帶作為加熱器，其外還包有絕熱層。設(shè)加熱器總功率為42.05kW，通過絕熱層的散熱損失為2％，管材的導(dǎo)熱系數(shù)為18W/mK。試確定：（1）管子出口處的平均水溫；（2）管子外表面的平均溫度。10℃水28311.6m/s解：熱穩(wěn)定時，加熱器產(chǎn)生的熱量等于通過絕熱層散失的熱量加上水在管內(nèi)吸收的熱量，所以水在管內(nèi)吸收的熱量為要求管外壁溫度，必須首先知道管內(nèi)壁溫度。而管內(nèi)壁溫度的大小與管內(nèi)流體與管內(nèi)壁的換熱有關(guān)，因此應(yīng)先計算流體與管內(nèi)壁的對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，此時的換熱屬于管內(nèi)流體強制對流換熱。℃定性溫度：查取物性參數(shù)：計算已定準則選取公式計算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)根據(jù)熱平衡計算內(nèi)壁溫度℃℃從管內(nèi)壁到

3、管外壁進行的熱量傳遞過程為通過圓筒壁的導(dǎo)熱，所以可以根據(jù)圓筒壁導(dǎo)熱量計算公式計算管外壁溫度℃例題一個優(yōu)秀的馬拉松長跑運動員可以在2.5h內(nèi)跑完全程（41842.8m）。為了估計他在跑步過程中消耗的熱量，可以作這樣的簡化：把人體看成是高1.75m、直徑為0.35m的圓柱體，皮膚溫度作為柱體表面溫度，取31℃；空氣是靜止的，溫度為15℃。不計柱體兩端的散熱，試據(jù)此估計一個馬拉松長跑運動員跑完全程的散熱量（不計出汗散熱的部分）。解：該問題屬于外掠圓柱體的對流換熱。定性溫度：查取物性參數(shù)計算已定準則選取公式計算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算散熱量℃例題室內(nèi)有一散熱管道，布置如圖。試計算該管道的散熱量。假設(shè)管

4、道表面溫度為50℃，室內(nèi)空氣溫度為10℃，管道的直徑為10cm。10cm4m2m解：該問題屬于自然對流換熱。定性溫度查取物性參數(shù)計算已定準則豎直管部分計算公式計算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)散熱量℃水平部分計算公式表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)散熱量總散熱量