本文摘要(由AI生成):
努塞尔数(Nu)表征对流换热的强烈程度;普朗特数(Pr)反映流体物理性质对传热过程的影响;毕渥数(Bi)衡量固体内部与外部热阻之比;傅里叶数(Fo)表征非稳态过程进行深度的无量纲时间;马赫数(Ma)表示流体可压缩程度。这些参数在流体力学和传热学研究中具有重要作用,用于描述和预测流体的运动规律和热传递过程。
其中,ρ为流体密度,v为流体速度,l为特征长度,μ为动力粘度,υ为运动粘度
在工程实际中,一般当Re≤2000,认为管内的流动为层流;当Re>2000时,认为管内流动为湍流。
雷诺数实际上表征的是:惯性力和粘性力之比。当雷诺数较小时,流场中粘性力起主导作用,惯性力起次要作用;当雷诺数较大时,流场中惯性力起主导作用,粘性力起次要作用。
其中,h为流体的对流传热系数,l为传热面的几何特征长度,k为流体的导热系数。
υ为运动粘度,α为热扩散系数,μ为动力粘度,c_ρ为比热容,k为导热系数。
当几何尺寸和流速一定时,流体粘度大,流动边界层厚度也大;流体导温系数大,温度传递速度快,温度边界层厚度发展得快,使温度边界层厚度增加。因此,普朗特数的大小可直接用来衡量两种边界层厚度的比值。
б是特征长度,h是表面传热系数,λ是导热系数。
Bi数越小,意味着内热阻越小或外热阻越大;Bi越大,意味着内热阻越大或外热阻越小。
τ是从边界上开始发生热扰动的时刻起到所计算时刻为止的时间间隔,分母可以视为使边界上发生的有限大小的热扰动穿过一定厚度的固体扩散到l_c的面积上所需的时间。因此,Fo数可以看成是表征非稳态过程进行深度的无量纲时间。在非稳态导热过程中,这一无量纲时间越大,热扰动就越深入的传播到物体内部,因而物体内各点的温度越接近周围介质的温度。
亚声速不可压缩流:M<0.3
亚声速可压缩流:0.3≤M≤0.8
跨声速流:0.8≤M≤1.2
超声速流:1.2≤M≤5
高超声速流:M≥5
注:以上内容来自传热学、流体力学及百度百科等。