普朗特数(普朗特数怎么算)

1. 普朗特数

1. 普朗特数

Bi数:表征导热热阻与传热热阻的比值,无量纲数 Fo数:表征导热时间的无量纲数 Pr数:普朗特数,与温度有关 Re数:雷诺数,表征动力粘度与运动粘度的比值 Gr:格拉晓夫数,自然流体对流传热中表征浮升力和粘性力 Nu数:努赛尔数换热壁面上的无量纲温度梯度

2. 普朗特数怎么算

2. 普朗特数怎么算

普朗特数在流体运动学黏性系数γ与导温系数κ比值的无量纲数Pr=γ/κ,表明温度边界层和流动边界层的关系,反映流体物理性质对对流传热过程的影响

3. 普朗特数pr的物理意义

PR数,是普朗特数的简称(Prandtl number)。

普朗特数是由流体物性参数组成的一个无因次数(即无量纲参数),表明温度边界层和流动边界层的关系,反映流体物理性质对对流传热过程的影响。

普朗特数是流体力学中表征流体流动中动量交换与热交换相对重要性的一个无量纲参数,表明温度边界层和流动边界层的关系,反映流体物理性质对对流传热过程的影响。

在考虑传热的粘性流动问题中,流动控制方程(如动量方程和能量方程)中包含着有关传输动量、能量的输运系数,即动力粘性系数μ、热导率k和表征热力学性质的参量定压比热Cp。通常将它们组合成无量纲的普朗特数来表示,简记为Pr。

4. 普朗特数pr的表达式

Bi数:表征导热热阻与传热热阻的比值,无量纲数

Fo数:表征导热时间的无量纲数

Pr数:普朗特数,与温度有关

Re数:雷诺数,表征动力粘度与运动粘度的比值

Gr:格拉晓夫数,自然流体对流传热中表征浮升力和粘性力

Nu数:努赛尔数换热壁面上的无量纲温度梯度

5. 普朗特数的物理意义

物理意义: Bi的大小反映了物体在非稳态导热条件下,物体内温度场的分布规律。或者认为是固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比。【相关知识】:毕渥数(Biot数)为传热学术语,记为Bi。与傅里叶数(Fo)、普朗特数(Pr)、努塞尔数(Nu)等无量纲数一样都是传热学重要参量。

定义:表征固体内部单位

6. 普朗特数定义

速度边界层(boundary layer)是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层,又称附面层。这个概念由近代流体力学的奠基人,德国人Ludwig Prandtl于(普朗特)1904年首先提出。从那时起,边界层研究就成为流体力学中的一个重要课题和领域。在边界层内,紧贴物面的流体由于分子引力的作用,完全粘附于物面上,与物体的相对速度为零。由物面向外,流体速度迅速增大至当地自由流速度,即对应于理想绕流的速度,一般与来流速度同量级。

因而速度的法向垂直表面的方向梯度很大,即使流体粘度不大,如空气、水等,粘性力相对于惯性力仍然很大,起着显著作用,因而属粘性流动。而在边界层外,速度梯度很小,粘性力可以忽略,流动可视为无粘或理想流动。在高雷诺数下,边界层很薄,其厚度远小于沿流动方向的长度,根据尺度和速度变化率的量级比较,可将纳维-斯托克斯方程简化为边界层方程。

求解高雷诺数绕流问题时,可把流动分为边界层内的粘性流动和边界层外的理想流动两部分,分别迭代求解。边界层有层流、湍流、混合流,低速(不可压缩)、高速(可压缩)以及二维、三维之分。由于粘性与热传导紧密相关,高速流动中除速度边界层外,还有温度边界层。

7. 普朗特数计算公式

0.2773 (kg/m^3)

现假设压力为1atm(101325Pa)来计算.

由于温度较高,压力不高,因而可以按理想气体状态方程式计算.理想气体状态方程式为:

pv=RgT

ρ=1//v=p/(RgT)=101325/(287T)

这里T=273.15+t,将t=20,100,500,1000℃代入计算得到的密度分别为:1.2043,0.9461,0.4566,0.2773 (kg/m^3).

即1m^3的空气,在1atm下,当温度分别为20,100,500,1000℃时,其质量分别为:

1.2043,0.9461,0.4566,0.2773 kg.

2、其他变化

导温系数(a)、导热系数(λ)、比热容(cp、cv、cm)、绝热指数(k)和普朗特数(Pr)等都将发生比较大的变化.但空气的基本性质不会变的.

推荐阅读

四特酒的口感怎么样
热文