下面是一些简单的基本概念:
相似的概念来源于几何学,两个几何相似的图形,其对应部分的比值必等于同一个常数。把几何相似的概念推广,可以适用于物理现象的相似。所谓物理现象相似,是指现象的物理本质相同,可以用同一数理方程来描述,各对应的物理量(如速度、温度、物性参数等)和几何条件必定成同一比例,不仅在空间位哭上对应,而且在时间上也是相对应的。换言之。现象相似则其单值条件相似。
定性沮度和定形尺寸
在整理和使用特征数方程式时,应注意选择相似特征数中的定性温度和定形尺寸。相似特征数中包含的各物性参数都和温度有关,因此特征数的数值随所选择的温度而不同。例如深井炉有时选用流体平均温度,有时选用边界层流体的平均温度:用壁面温度等。因此通常就把确定特征数中物性参数的温度,称为定性温度。所以在使用特征数方程式时,要注意它时定性温度是怎样确定的。定形尺寸是指相似特征数中包含的决定过程特征的几何尺寸。例如在管内流动,定形尺寸取管子内径d;沿平板流动,则取平板的长度L;在非圆形植道内流动时,则取当量直径流过管孙面时,取管子的外径,等等。
对流换热的实验公式
对流换热的实验公式—特征数方程式,根据换热过程的特点而不同。本节只能介绍几类常见实验特征数式。
管内强制对流换热
管内流体的强制流动处于紊流状态,流体与管壁间的对流换热,可采用应用广泛而较可靠的特征数式,迪图斯(Dittus)一玻尔特(Boelter)方程:式中,特征数下角码f表示以流体的平均温度为定性温度。这个式子的适用范围是:
(1)光滑的长管,而且只适用于l/d>50,至于l/d<50的短管,则按公式(3-21)计算后乘以校正系数E,,其数值见表3-2;
(2)适用的雷诺数范围为Rep=10'^-1。2X105,普兰特数范围为Pr,=0。7--1201
(3)流体与管壁的温差不大,一般不超过50*c,对于温差大的情况,式((3-21)的右侧要乘以校正系数式中二和、分别代表在流体温度与壁面温度下流体的
(4)管道为直管,对于弯管要在式(3-21)的右侧乘以校正系数£一气体的、一‘+1。77昔,式中R为管子的曲率半径,d为管子直径(M)表3-2校正系数妈值。
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