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壳体热交换途径

时间:2023-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:式中,为泵壳体同油液的对流换热速率;αcf为泵壳体同油液的对流换热系数;Tcn为壳体内表面的温度;Tf为壳体内油液的温度;Acf为壳体内部油液同壳体的换热面积。强迫对流的努塞特数可表示为式中,为泵壳体与外界环境的对流换热速率;αch为泵壳体与外界环境的对流换热系数;Tcw为壳体外表面的温度;Th为环境温度;Ach为壳体外部与环境间的换热面积。

1)泵壳体与油液的对流换热

因泵内缸体的转动,壳体油液处于被搅动的状态,故壳体与泵内油液的换热为强迫对流换热,可表示为

式中,为泵壳体同油液的对流换热速率;αcf为泵壳体同油液的对流换热系数;Tcn为壳体内表面的温度;Tf为壳体内油液的温度;Acf为壳体内部油液同壳体的换热面积。

式中,λf为油液的导热系数;dcf为泵壳体内表面结构特征直径;Nu为对流换热的努塞特数(Nusselt number)。强迫对流的努塞特数可表示为

层流时:

紊流时:Nu=0.027Re0.8Pr0.33

式中,Re为雷诺数;Pr为普朗特数;d为结构特征直径;l为特征长度。

2)泵壳体与环境的对流换热

泵壳体与环境的对流换热一般情况下为自然对流换热,可表示为

式中,为泵壳体与外界环境的对流换热速率;αch为泵壳体与外界环境的对流换热系数;Tcw为壳体外表面的温度;Th为环境温度;Ach为壳体外部与环境间的换热面积。

自然对流换热的努塞特数可表示为

式中,Gr为格拉晓夫数。

3)泵壳体与环境间的辐射换热

泵壳体与环境间的辐射换热可表示为

式中,ε为壳体材料的黑度;σ为斯特藩-玻尔兹曼常量。

4)泵内转动部分与油液的对流换热

泵内转动部分与油液的换热为强迫对流换热,其换热率可表示为

式中,αsf为转动部分同油液的对流换热系数;Ts为转动部分的表面温度;Asf为转动部分同壳体油液的换热面积。

5)泵内转动部分与壳体的热传导

泵内转动部分与壳体间的热传导可表示为

式中,λc为泵壳体的导热系数;hc为泵壳体的厚度;Acs为转动部分和壳体的接触面积。

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