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关于对流换热系数测量及计算方法

作者:工程管理
出处:www.lunrr.com
时间:2019-10-16

引言

由于机械摩擦,内部泄漏,流量和节流损失,液压系统的压力可以转换成热能,其中一部分通过套管散发到周围环境中,另一部分存储在油中,从而导致液压油的温度升高。如果油的温度过高,则会发生热变形,从而导致精密结构被卡住,从而降低了液压油的粘度,加速了密封件的老化,降低了液压系统的性能,甚至导致液压系统的性能下降。功能丢失。对流换热是液压系统中散热的主要形式。目前,对流换热的计算主要采用牛顿冷却公式。计算的关键是确定对流传热系数。

对流传热系数与许多因素有关,例如流体和传热表面的物理性质和状态。这些因素如何影响对流传热系数?仍然没有明确的公式来反映如何获得准确的对流传热系数。困难。在提出对流换热系数的概念后,国内外学者进行了长期的研究,并提出了不同的方法来获得对流换热系数。本研究首先介绍了对流换热系数测试计算方法的发展,然后总结了目前在工程中获取对流换热系数的方法,分析了这些方法的优缺点,应用范围和发展前景,以及对流传热的方法。液压系统的传递系数。准确的测量和计算提供参考。

1对流换热系数测量与计算方法的发展

提出牛顿冷却公式后的很长一段时间,可以通过比较原始实验方法并重复控制变量来重复实验。对流传热系数是通过分析和计算从实验中获得的大量数据而获得的。

由于影响对流换热系数的因素很多,因此很难进行变量控制,并且实验过程和数据处理十分繁琐。

自1960年代以来,计算机技术已在全球范围广泛使用。解决流动和传热问题的数值方法已初具规模并取得了显著成果。 1981年,第一个商业CFD软件PHOENICS投放市场,越来越多的商业CFD软件在工程实践中得到应用。 1980年代后,随着计算机技术的飞速发展,数值方法在对流换热的研究和工程领域中变得越来越重要。如今,它已成为解决对流换热系数的主要方法之一。

2对流换热系数的测量与计算方法概述

目前,工程中对流换热系数的计算方法主要有理论分析方法,实验测量方法和数值计算方法,分别介绍如下。

2.1理论分析方法

理论分析方法是指通过添加相应的固定解条件来数学求解描述某种对流传热问题的偏微分方程的方法,从而获得压力场,速度场和温度场的解析解。将流体视为连续介质,可以通过质量守恒定律求出流体的连续性方程。流体的动量定律可以通过动量守恒定律得到。根据能量守恒定律可以得到流体的能量方程。根据具体的问题模型,增加了求解条件来求解这些偏微分方程,可以获得相应条件下的对流换热系数。 Parmelee描述了对流穿过板表面的流体进行强制对流传热分析的解决方案。 Eckert使用分析方法来获得各种流动模型的对流传热理论解,为现代对流传热理论的发展做出了重要贡献。

2.2实验测量方法

实验测量方法是指通过实验测量直接或间接获得对流传热系数的方法。根据不同的实验原理,实验测量方法可分为模拟法,热流法,集中参数法,周期振荡法和液晶温度法。

1)模拟方法

类比法是通过研究对流换热问题与其他物理问题之间的相似性来求解对流换热系数的方法,常用的比较方法有热动量比较和热质量比较。

2)热流法

热流法是指通过测量对流传热的热通量密度,物体的流体温度和表面温度,根据牛顿冷却公式计算对流传热系数的方法。该方法原理简单,可操作性强,对流在工程测量中有所改变。热系数被广泛使用。

2.3数值计算方法

对于描述对流传热问题的偏微分方程组,直接使用数值求解对流传热系数的最广泛使用的方法是:有限体积法,有限元法和有限差分法。

3个结论

获得对流换热系数的具体方法很多,每种方法各有优缺点,不同的方法有不同的应用范围。理论分析方法的结果可以促进理论的发展,但是很难解决复杂的实际问题。实验方法的结果虽然可以反映实际情况,但是需要花费较长的时间和成本,并且可能难以建立实验模型。该数值计算方法阈值低,易于建立计算模型。但是,所产生的误差很难量化。在研究和获得液压系统的对流换热系数时,应根据具体情况选择合适的方法,或者将多种方法结合起来,相辅相成,以获得最佳的研究计划。

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