反应堆热工水力学09

'5单相流分析5.1单相流输运方程5.2单相流水力学分析5.3单相流传热分析 傅里叶导热定律在单位时间内通过单位面积的热量，正比于温度的梯度，其方向与温度梯度相反9/16/20212方程体系 牛顿冷却公式流体流过固体壁面的热流密度与壁面与主流之间的温差成正比，热流方向由高温指向低温。9/16/20213方程体系 准则数努塞尔（Nusselt）数普朗特数（Prandtl）数在工程上，通常根据实验数据，把Nu用其它无量纲数表达出来，就可得到相应的对流传热系数计算结构关系式9/16/20214方程体系 某些工况下的努塞尔数材料t/℃P/MPak/W/m.KPrNuRe=10000NuRe=100000H2O2757.00.590.8734.8219.5He5004.00.310.6731.9195CO23004.00.0420.7633.2209Na5000.3520.0045.447.779/16/20215方程体系 某些传热工况下的对流传热系数传热工况流体类型h/（W/m2·K）自然对流低压气体6~28水60~600沸腾水60~12000管内强迫对流低压气体6~600水250~12000沸腾水2500~25000液态钠2500~5000蒸汽冷凝5000~1000009/16/20216方程体系 5.3.2圆管内层流传热分析均匀加热下的热边界层9/16/20217方程体系 圆管内边界层的发展9/16/20218方程体系 圆管内充分发展区速度其中9/16/20219方程体系 圆管内充分发展区能量方程代入速度分布对r积分9/16/202110方程体系 圆管内充分发展区再积分，得到得到9/16/202111方程体系 圆管内充分发展区主流平均温度9/16/202112方程体系 圆管内充分发展区9/16/202113方程体系 圆管内充分发展区能量平衡因为得到9/16/202114方程体系 回顾一下条件：充分发展区并且均匀加热因为层流，所以有解析的速度分布把速度分布代入能量方程，忽略轴向导热然后可以对半径积分，得到径向温度分布T(r)然后根据主流平均温度的定义，就可以得到Nu9/16/202115方程体系 层流Nu9/16/202116方程体系 入口段长度以上分析只适用于充分发展区，而对于入口区，由于流动还没有定型，因此情况比较复杂。通常规定入口区的长度9/16/202117方程体系 入口效应9/16/202118方程体系 湍流传热分析如何得到湍流情况下的径向速度分布？如何考虑径向的湍流交混引起的能量传递？9/16/202119方程体系 湍流传热分析根据大量的实验数据分析，发现充分发展的湍流传热情况下努塞尔数为讨论：Re和Pr的物理含义？流动边界层厚度与热边界层的厚度之比9/16/202120方程体系 圆形流道Dittus-Boelter关系式9/16/202121方程体系 圆形流道Seider-Tate关系式Colburn关系式Silberberg&Huber有机流体9/16/202122方程体系 非圆形流道,棒束通道水力直径和热力直径分别定义为9/16/202123方程体系 棒束通道怎么办？9/16/202124方程体系 棒束通道PresserWeisman9/16/202125方程体系 入口效应9/16/202126方程体系 金属流体传热分析9/16/202127方程体系 棒束通道9/16/202128方程体系 自然对流传热9/16/202129方程体系 小结层流传热分析方法湍流传热系数9/16/202130方程体系 作业5.6推导圆管内均匀壁温加热情况下，层流充分发展区的Nu=3.66。5.7某压水堆的棒束状燃料组件被纵向流过的水所冷却，燃料元件外径为9.8mm，栅距为12.5mm，呈正方形栅格排列。若在元件沿高度方向的某一个小的间隔内冷却水的平均温度为300℃，水的平均流速为4m/s，热流密度q=1.74×106W/m2，堆的运行压力为14.7MPa,试求该小间隔内的平均对流传热系数及元件壁面的平均温度。9/16/202131方程体系'