对流引入

了解流体对流

每当有流体靠近具有温差的表面时，就会发生对流传热。你的手腕就是一个很好的例子。即使在没有明显整体空气运动的房间中，也会因浮力而产生空气运动。在现实中，总是有一些空气运动——如果门被打开，如果人移动，如果电子设备被激活。这些都会导致不稳定和看似随机的空气运动和表面对流。即使热通量可能不是很大，也可以使用课程套件中的热通量传感器进行测量。

流体运动对对流的影响包含在系数h中，该系数用于将热流与表面Ts和流体Tfluid之间的温差相关联。例如

该对流传热系数在努塞尔数中通过特征长度Lc和流体的导热系数k无量纲化

特征长度与雷诺数中使用的长度相同

其中流体速度为V，流体的运动粘度为ν。Nusselt数的关联式通常根据流动的雷诺数给出。由于这种相关性，传热测量有时被用作推断流体速度的方法。这将在当前的研讨会中演示。

​

​

​

​

您的第一个挑战是使用热流传感器系统测量热对流系数。将热流传感器贴在手腕内侧，测量表面温度和热流。将第二个热电偶放在室外，以记录空气温度。在三种情况下，每种情况下需要大约20秒的数据（都可以记录在同一个文件中）。首先转动手腕，使传感器面朝上，不移动，然后转动手腕，让传感器面朝下，不移动；然后转动手臂，使其相对于空气运动。移动手臂可以达到的最大热通量是多少？

计算每种条件下的传热系数和相应的努塞尔数。忽视辐射的影响。使用手腕直径作为特征长度，假设手臂为圆柱体，对于Re和Nu，LC=d=表示。忽视辐射的影响。在下表中记录三种条件的平均值，并计算相应的传热系数和努塞尔数。

在驻点处空气流过圆柱体的传热关联式为：

使用此相关性根据测量的努塞尔数估计移动手臂所获得的最大速度。

空气特性：图表、方程和计算：

1.Re=

2.你的最大速度是多少，V=

3.在手腕上的传感器的三个方向中，您希望哪一个方向的热流最大？为什么？

4.您希望哪个方向的热通量最低？

基于浮力，为什么？