题目
管内湍流强迫对流换热时,换热准则关系式为Nu=0.023RePr".试问:①流速增加一倍,其它条件不变,对流换热系数a如何变化?②管径缩小一半,流速等其它条佇不变,如何变化?③管径缩小一半,容积流量等其它条件不变,a如何变化?
管内湍流强迫对流换热时,换热准则关系式为Nu=0.023RePr".试问:①流速增
加一倍,其它条件不变,对流换热系数a如何变化?②管径缩小一半,流速等其它条
佇不变,如何变化?③管径缩小一半,容积流量等其它条件不变,a如何变化?
题目解答
答案
解析
步骤 1：流速增加一倍时对流换热系数的变化
根据给定的换热准则关系式Nu=0.023RePr，其中Nu是努塞尔数，Re是雷诺数，Pr是普朗特数。努塞尔数Nu与对流换热系数α成正比，即Nu=αd/k，其中d是管径，k是流体的导热系数。雷诺数Re与流速u成正比，即Re=ud/ν，其中ν是流体的运动粘度。因此，当流速增加一倍时，雷诺数Re也增加一倍，从而努塞尔数Nu增加，对流换热系数α也增加。根据Nu=0.023RePr，可以得到α与u的关系为α=Au^0.1，其中A是常数。因此，当流速增加一倍时，对流换热系数α增加1.74倍。
步骤 2：管径缩小一半时对流换热系数的变化
当管径缩小一半时，雷诺数Re减小，努塞尔数Nu也减小，对流换热系数α减小。根据Nu=0.023RePr，可以得到α与d的关系为α=A'd^(-0.2)，其中A'是常数。因此，当管径缩小一半时，对流换热系数α增加1.149倍。
步骤 3：管径缩小一半，容积流量等其它条件不变时对流换热系数的变化
当管径缩小一半，容积流量等其它条件不变时，流速u增加一倍，雷诺数Re增加一倍，努塞尔数Nu增加，对流换热系数α增加。根据Nu=0.023RePr，可以得到α与u和d的关系为α=A'u^0.1d^(-0.2)，其中A'是常数。因此，当管径缩小一半，容积流量等其它条件不变时，对流换热系数α增加3.48倍。
根据给定的换热准则关系式Nu=0.023RePr，其中Nu是努塞尔数，Re是雷诺数，Pr是普朗特数。努塞尔数Nu与对流换热系数α成正比，即Nu=αd/k，其中d是管径，k是流体的导热系数。雷诺数Re与流速u成正比，即Re=ud/ν，其中ν是流体的运动粘度。因此，当流速增加一倍时，雷诺数Re也增加一倍，从而努塞尔数Nu增加，对流换热系数α也增加。根据Nu=0.023RePr，可以得到α与u的关系为α=Au^0.1，其中A是常数。因此，当流速增加一倍时，对流换热系数α增加1.74倍。
步骤 2：管径缩小一半时对流换热系数的变化
当管径缩小一半时，雷诺数Re减小，努塞尔数Nu也减小，对流换热系数α减小。根据Nu=0.023RePr，可以得到α与d的关系为α=A'd^(-0.2)，其中A'是常数。因此，当管径缩小一半时，对流换热系数α增加1.149倍。
步骤 3：管径缩小一半，容积流量等其它条件不变时对流换热系数的变化
当管径缩小一半，容积流量等其它条件不变时，流速u增加一倍，雷诺数Re增加一倍，努塞尔数Nu增加，对流换热系数α增加。根据Nu=0.023RePr，可以得到α与u和d的关系为α=A'u^0.1d^(-0.2)，其中A'是常数。因此，当管径缩小一半，容积流量等其它条件不变时，对流换热系数α增加3.48倍。