什么是牛顿冷却定义定义

牛顿冷却传热方程定律对流。w88优德备用网址 微博尽管对流的复杂性,但对流热传递速度由牛顿的法律描述。w88优德备用网址 微博优德app热工程学

牛顿的冷却定律

尽管有复杂性对流,观察到对流热传递速率w88优德备用网址 微博成比例的到了温差并且方便地表达牛顿冷却定律,哪些指出:

身体的热量损失率与身体之间的温度的差异成正比,条件是温差小,辐射表面的性质保持不变。

牛顿冷却定律 - 对流方程

注意,ΔT.由表面或墙面温度,T散装温度,T,这是与表面足够远的流体的温度。

对流传热系数w88优德备用网址 微博

可以看出,常量比例在计算中是至关重要的,它被称为对流传热系数w88优德备用网址 微博,h。的对流传热系数,w88优德备用网址 微博H,可定义为:

固体表面和每单位表面积的w88优德备用网址 微博流体之间的传热速率和每单位温度差。

对流换热系数-方程w88优德备用网址 微博

对流换热系数-例子w88优德备用网址 微博对流传热系数w88优德备用网址 微博取决于流体的物理性质和物理情况。对流换热系数不是流体的特性。w88优德备用网址 微博它是一个实验确定的参数,其值取决于所有影响对流的变量,如表面几何形状,流体运动的性质,流体特性,而且散装液体速度

通常是对流传热系数w88优德备用网址 微博为了层流量与此相比相对较低对流传热系数w88优德备用网址 微博为了湍流。这是由于具有湍流的湍流更薄的停滞液膜层在传热表面上。w88优德备用网址 微博

它必须注意,这停滞液膜层对对流换热系数起关键作用。w88优德备用网址 微博可以观察到,流体到达在水面上完全停止假设相对于表面的速度为零。这种现象被称为无滑移条件,因此,在表面,发生能量流动纯粹通过传导。但在下一层中,分子水平或宏观水平上的传导和扩散-质量运动都发生了。由于质量的运动,能量的传递率更高。写,核心沸腾在表面上有效地破坏了这种停滞层,因此成核沸腾显着增加了表面转移的能力热能散装液体。

温度发生类似的现象。观察到,流体在表面和表面的温度将具有相同的温度在联系人。这种现象称为无温度跳跃状态,对核心沸腾理论来说非常重要

的值w88优德备用网址 微博传热系数已经测量并制成了在通过对流传递期间发生的通常遇到的流体和流动情况的测量和制表。w88优德备用网址 微博

热阻 - 类似于电阻
参见:热阻

热阻是一种热特性和对物体或材料抵抗热流的温差的测量。平面壁面导热热阻定义为:

热阻 - 定义

上述等式也可以用于对流热追踪。对于热流是类似对...的关系电流I表示为:

类比电阻

在哪里Re= l /σe一个是电阻和v1- V.2电阻两端的电压差(σ ?e是电导率)。两个方程之间的相似性是显而易见的。通过一层的热传导率对应于w88优德备用网址 微博电流热阻对应于电阻,并且温度差对应于整个层的电压差。温差是热流的潜在或驱动功能,从而导致傅里叶方程以类似于欧姆的电路理论定律的形式编写。

热阻 - 复合墙电路表示提供了一个有用的工具对传热问题进行概念化和量化。w88优德备用网址 微博这个类比也可以用于热阻表面抵抗热对流。注意,当对流传热系数非常大(H→无穷大)时,对流电阻变为零,w88优德备用网址 微博表面温度接近体积温度。这种情况在实践中在耐心沸腾和冷凝的情况下进行了进攻。

传热通过w88优德备用网址 微博复合墙壁可以从这些阻力中计算出来。两个表面之间的稳态传热率等于温差除以这w88优德备用网址 微博两个表面之间的总热阻。

热阻方程

图中为具有对流表面条件的平面壁面的等效热电路。

参见:Wiedemann-Franz法律

u因素-总传热系数w88优德备用网址 微博
工业中遇到的许多传热过程w88优德备用网址 微博涉及复合系统,甚至涉及两者的结合传导对流。通过这些复合系统,它通常很方便使用总传热系数,w88优德备用网址 微博被称为A.的u值。u因子是由类似的表达式定义的牛顿冷却定律:

u因子-总传热系数w88优德备用网址 微博

总传热系数w88优德备用网址 微博总热阻并取决于问题的几何形状。例如,w88优德备用网址 微博在一个蒸汽发生器涉及从反应器冷却剂的大部分反应器内管表面的对流,通过管壁传导,以及从外管表面到次级侧流体的对流(沸腾)。

对于换热器的联合换热情况,h有两个值,即管w88优德备用网址 微博内流体膜的对流换热系数(h)和管外流体膜的对流换热系数。的导热系数(k)和管壁的厚度(Δx)也必须考虑。

平面壁面总传热系w88优德备用网址 微博数

u因素-总传热系数w88优德备用网址 微博

整体传热系数-圆w88优德备用网址 微博柱管

通过多层圆柱形w88优德备用网址 微博或球形壳体可以像多层平面墙一样处理稳定的热传递。

总传热系数 - w88优德备用网址 微博圆柱管

示例:牛顿的冷却定律

对流 - 对流传热w88优德备用网址 微博从:示例 - 对流传热w88优德备用网址 微博

详细了解几何形状、流体参数、包层外半径、线性热流率、对流换热系数,可以计算温差w88优德备用网址 微博ΔT.冷却剂(T)和包覆面(TZR,1)。

要计算包层表面温度,我们必须知道:

  • 包层的外径是:d = 2 x rZR,1= 9,3毫米
  • 努塞尔数,也就是nu.DH.= 890.
  • 燃料通道的液压直径是:Dh= 13, 85毫米
  • 反应器冷却剂(300°C)的导热率为:kH2O.= 0.545 W / m。K
  • 在该轴向坐标上的反应器冷却剂的体积温度是:T= 296°C
  • 燃料的线性热速率是:l= 300 w / cm(F≈2.0)

对流传热系数,w88优德备用网址 微博h,由NUSESER号码的定义直接给出:

对流传热系数 - 示例w88优德备用网址 微博

最后,我们可以计算包层表面温度(tZR,1),只需使用牛顿的冷却定律:

牛顿冷却法 - 例

对于正常运行的压水堆,有一个压缩液体水在反应堆芯,环和蒸汽发生器内部。压力大致保持16 mpa。在这个压力下,水沸腾350°C.(662°F)。可以看出,表面温度tZR,1= 325°C确保,甚至不会发生甚至不会发生沸腾的沸腾。注意,逐渐沸腾需要ZR,1= T.星期六。由于水的入口温度通常是关于290°C.(554°F),显然该示例对应于芯的下部。在核心的较高升高处,散装温度可达330℃。29℃的温度差导致过冷沸腾可能发生(330℃+ 29℃> 350℃)。另一方面,核心沸腾在表面上有效地破坏了停滞层,因此核心沸腾显着增加了表面转移的能力热能散装液体。结果,对流传热系数显着增加,因此在升高升高,温度差(Tw88优德备用网址 微博ZR,1- T.)显著降低。

参考:
w88优德备用网址 微博热传递:
  1. 传热传质基础,第七版。Theodore L. Bergman, Adrienne S. Lavine, Frank P. Incropera。John Wiley & Sons, Incorporated, 2011。ISBN: 9781118137253。
  2. 传热和传质。尤努斯Cengel。麦格劳-希尔教育,2011年。ISBN: 9780071077866。
  3. 热与质传递基础。c·p·Kothandaraman。新时代国际,2006,ISBN: 978122417722。
  4. 美国能源,热力学,传热和流体流动部。w88优德appw88优德备用网址 微博DOE基础知识手册,第2卷。2016年5月。

核和反应堆物理学:

  1. J. R. Lamarsh,核反应堆理论介绍,第二辑,艾迪生 - 韦斯利,读书,马(1983)。
  2. J. R. Lamarsh,A. J. Baratta,核工程介绍,3D Ed。,Prentice-Hall,2001年,ISBN:0-201-82498-1。
  3. 《核反应堆物理》,北京:清华大学出版社,2001年。
  4. Glasstone,Sesonske。核反应堆工程:反应堆系统工程,弹簧斯;第4版,1994,ISBN:978-0412985317
  5. W.S.C.威廉姆斯。核子与粒子物理。克拉伦登出版社;1版,1991,ISBN: 978-0198520467
  6. g.r.keepin。核动力学物理学。Addison-Wesley Pub。co;第1版,1965年
  7. Robert Reed Burn,核反应堆操作简介,1988年。
  8. 美国能源,核物理与反应堆理论系。DOE基础知识手册,第1卷和2. 1993年1月。
  9. 保罗·雷,中子物理学。EDP​​科学,2008. ISBN:978-2759800414。

先进反应堆物理:

  1. K.O. Ott,W.A.Pezella,介绍性核反应堆估值,美国核协会,修订版(1989),1989年,ISBN:0-894-48033-2。
  2. K. O. Ott,R. J. Neuhold,临床核反应堆动态,美国核协会,1985年,ISBN:0-894-48029-4。
  3. D. L. Hetrick,核反应堆的动态,美国核协会,1993年,ISBN:0-894-48453-2。
  4. 刘文杰,刘文杰,刘文杰。中子输运计算方法[j] .物理学报,1993,59(4):449 - 452。

参见:

对流

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