题目
传热过程所涉及到的量纲为一准数的名称、计算式、含义是什么?
传热过程所涉及到的量纲为一准数的名称、计算式、含义是什么?
题目解答
答案
答 :1努塞尔数 : al/λ , 表示对流传热系数的量纲为 1的数群 ; 2雷诺数 : luρ/μ , 表示惯性力与黏性力之比,是表征流动型态的量纲为 1数群 ; 3普朗特数 : cpμ/λ , 表示速度边界层和热边界层相对厚度的一个参数,反映与传热有关的流体物性 ; 4格拉晓夫数 : l3ρ2gβΔt/μ2 , 表示由温度差引起的浮力与黏性力之比。
解析
量纲为一的准数是传热学中重要的无量纲参数,用于描述流动与传热过程中的比例关系。本题需掌握四个关键准数:
- 努塞尔数:关联对流传热系数与导热系数;
- 雷诺数:表征流动型态(惯性力与黏性力之比);
- 普朗特数:反映流体物性对传热的影响;
- 格拉晓夫数:描述自然对流中浮力与黏性力的比值。
1. 努塞尔数(Nusselt Number)
计算式
$Nu = \frac{\alpha L}{\lambda}$
含义
表示对流传热系数 $\alpha$ 的无量纲化形式,反映对流换热的强度。
2. 雷诺数(Reynolds Number)
计算式
$Re = \frac{L u \rho}{\mu}$
含义
惯性力与黏性力之比,用于判断流动型态(层流或湍流)。
3. 普朗特数(Prandtl Number)
计算式
$Pr = \frac{c_p \mu}{\lambda}$
含义
速度边界层与热边界层厚度的比值,体现流体的热物理性质。
4. 格拉晓夫数(Grashof Number)
计算式
$Gr = \frac{L^3 \rho^2 g \beta \Delta T}{\mu^2}$
含义
浮力与黏性力之比,表征自然对流的驱动强度。