知识点：无限大空间流体自由流动时的换热计算PPT

1、 前面讲过，对于无相变对流换热准则方程通式为前面讲过，对于无相变对流换热准则方程通式为 Nu=f Nu=f（ReRe，GrGr，PrPr） 对于无限大空间流体自由流动换热，由于没有受迫流动对于无限大空间流体自由流动换热，由于没有受迫流动对流换热准则方程式可写成对流换热准则方程式可写成 Nu=f Nu=f（GrGr，PrPr） 经实验研究得出这一准则方程式的具体形式：经实验研究得出这一准则方程式的具体形式： Nu=C Nu=C（Gr.PrGr.Pr）n n （1 1） 式中式中C C和和n n为常数，其值可按换热表面的形状及为常数，其值可按换热表面的形状及GrPrGrPr的的数值范围由表数值范围

2、由表1 1中选取。表中选取。表1 1中的数值适用于温度均匀壁面的中的数值适用于温度均匀壁面的流体自由运动换热，即为常壁温自然对流换热。流体自由运动换热，即为常壁温自然对流换热。 整理数据时采用的定型尺寸，对于管、线或球取其直径整理数据时采用的定型尺寸，对于管、线或球取其直径d d对于竖板取高度对于竖板取高度h h，对于平置圆盘取，对于平置圆盘取0.90.9倍的圆盘直径，对于倍的圆盘直径，对于知识点：无限大空间流体自由流动时的换热计算知识点：无限大空间流体自由流动时的换热计算 公式（公式（1 1）中）中C C和和n n值值 表表l l 知识点：无限大空间流体自由流动时的换热计算知识点：无限大空间

3、流体自由流动时的换热计算表面形状及位置表面形状及位置流动情况示意流动情况示意C C、n n值值定型尺寸定型尺寸GrGrPrPr适用范围适用范围流流 态态C Cn n垂直平壁及垂直平壁及垂直圆柱垂直圆柱层流层流紊流紊流0.590.590.120.121/41/41/31/3 高度高度h h 10104 410109 910109 910101313水平圆柱水平圆柱层流层流紊流紊流0.530.530.130.131/41/41/31/3 圆柱外径圆柱外径d d 10104 410109 910109 910101212twtfh 续表续表 知识点：无限大空间流体自由流动时的换热计算知识点：无限大空

4、间流体自由流动时的换热计算表面形状及位置表面形状及位置流动情况示意流动情况示意C C、n n值值定型尺寸定型尺寸Gr.PrGr.Pr适用范围适用范围流流 态态C Cn n热面朝上或冷面热面朝上或冷面朝下的水平壁朝下的水平壁层流层流紊流紊流0.540.540.150.151/41/41/31/3矩形取两个边矩形取两个边长的平均值；长的平均值；非规则平板取非规则平板取面积与周长的面积与周长的比值；圆盘取比值；圆盘取0.9d0.9d2 210104 48 810106 68 810106 610101111 热面朝下或冷面热面朝下或冷面朝上的水平壁朝上的水平壁层流层流0.580.581/51/5同上

5、同上10105 510101111平置矩形取两边长的平均值，详见表平置矩形取两边长的平均值，详见表1 1。定性温度采用边界层。定性温度采用边界层的平均温度的平均温度 ，此处，此处t tw w为壁面温度，为壁面温度，t tf f为远离壁面为远离壁面的流体温度。的流体温度。GrGr数中的数中的tt取取t tw w和和t tf f之差。之差。 式式(1)(1)适用于任何液体和气体及任何形状和大小的物体。适用于任何液体和气体及任何形状和大小的物体。也可以用来计算横板的换热。也可以用来计算横板的换热。 上表中对于垂直圆筒，只有当上表中对于垂直圆筒，只有当 时，才能按垂直平壁处理，误差小于时，才能按垂直平壁处