什么是强制对流-定义

强制对流。在这一章中,我们考虑流体流动中的对流转移,这些流体流动起源于一种外部强迫条件-强迫对流。优德app热能工程

强制对流

如前所述,对流通过平流、扩散或两者都发生。在这一章中,我们考虑流体流动中的对流转移,它起源于一个外部强迫条件-强制对流

牛顿冷却定律

尽管复杂对流,对流换热率为w88优德备用网址 微博成比例的温差表示为牛顿冷却定律,规定:

一个物体的散热速率与该物体与其周围环境的温差成正比,前提是温差很小且辐射面的性质不变。

牛顿定律的冷却-对流方程

注意,ΔT是由曲面给出的还是壁温,T总体温度,T即离地面足够远的流体温度。

强制对流- Dittus-Boelter方程

为充分发展(水动力和热)湍流在光滑的圆形管中,局部努塞尔特数可以从知名人士那里获得吗Dittus-Boelter方程。的Dittus–消沉方程很容易解决,但当跨越流体对于粗糙管(许多商业应用),它的精确度较低,因为它是为光滑管量身定制的。

Dittus-Boelter方程-公式

Dittus-Boelter相关性可用于小到适中的温差,T- Tavg,所有特性均在平均温度T下计算avg

对于具有较大性质变化特征的流动,修正(例如粘度修正因子/μμ)必须加以考虑,例如,正如Sieder和Tate所建议的那样。

强制对流和自然对流的组合

自然对流和强制对流如前所述,对流通过平流、扩散或两者都发生。在前面的章节中,我们考虑了流体流动中的对流转移,它起源于一个外部强迫条件-强制对流。在本章中,我们考虑自然对流,任何流体运动都是通过诸如浮力等自然方式发生的。事实上,我们必须考虑一些流态两个强制机制。当流速较低时,除了强制对流外,自然对流也会起作用。无论自由对流对换热是否重要,可以用以下标准进行检验:w88优德备用网址 微博

  • 如果Gr /再保险2>> 1自由对流占优势
  • 如果Gr /再保险2<< 1强制对流占优势
  • 如果Gr /再保险2两者都应考虑

在强迫流动中,浮力对换热的影响很大程度上取决于浮力相w88优德备用网址 微博对于流动的方向。自然对流五月帮助伤害强制对流换热,取决于相对方向的浮力诱w88优德备用网址 微博导和强制对流运动。三种被广泛研究的特殊情况对应于浮力诱导和强迫运动:

  • 协助流。浮力运动与强制运动方向相同。
  • 反对流动。浮力运动的方向与强制运动的方向相反。
  • 横向流。浮力运动垂直于受力运动。

很明显,在辅助流动和横向流动中,浮力增强了与纯强迫对流相关的换热速率。w88优德备用网址 微博另一方面,在相反的流动中,它降低了传热率。w88优德备用网址 微博在确定的努塞尔特数在自然对流和强制对流相结合的条件下,自然对流和强制对流在协助流动方面的贡献是诱人的,而在相反的流动中则减去它们:

强制对流和自然对流的组合

强制对流和自然对流的组合-相关

对于特定的几何,努塞尔数ν强迫ν自然分别由现有的纯强迫对流和自然(自由)对流的相互关系确定。数据与实验的最佳相关性通常是为n = 3,但它可能在3到4之间变化,这取决于问题的几何形状。

引用:
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参见:

对流

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