第6章 单相对流传热的实验关联式 6.1 相似原理与量纲分析 6.1.1 物理现象相似的定义 问题:除外掠平板外,一般对流传热问题很难得到分析解。 大多数对流传热规律由实验获得实验法。 实验法存在的难题: 对流传热影响因素多,函数关系复杂,实验工作量大。 例如圆管内单相强制对流传热 某些实验难以进行。 例如某些高温、高压、大型设备等情形,现场无法实验。几何图形相似:对应边一一成比例,对应角相等。 即边长一一对应成比例,边长比例相同; 而角度也一一对应成比例,角度比例相同。 几何图形按比例缩放。现象相似:对应物理量一一成比例(即现象按比例缩放)。 (1)同类现象:相同内容(物理本质相同), 相同形式(微分方程相同)。 (2)物理量对应成比例:比例系数可以不同。 (3)非稳态问题:相应时刻,物理量的空间分布相似。 相似现象物理量的场,可以用统一的无量纲的场来表示。6.1.2 相似原理的基本内容 1. 相似物理现象间的重要特性同名相似特征数相等 例如:固体壁面上的对流传热,其温度场 将方程无量纲化: 无量纲场相同:努塞尔数2. 同一类现象中相似特征数的数量及其间的关系 定理:方程中有 个物理