【2017年整理】三传热学-对流换热.ppt

1 第三章 热量交换——对流换热 西安建筑科技大学粉体工程研究所 李 辉 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2 内容 概述 对流换热过程的数学描述 强制流动时的对流换热 自然对流时的对流换热 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3 概述 1 对流换热的定义和性质 对流换热是指流体流经固体时流体与固体表面之间的 热量传递现象。 对流换热实例：1) 暖气管道; 2) 电子器件冷却；3)电风扇 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4 概述 2 对流换热的特点 (1)导热与热对流同时存在 (2)必须有直接接触和宏观运动；也必须有温差 (3)存在速度与温度边界层 3 对流换热的基本计算式 牛顿冷却式: Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5 4 表面传热系数（对流换热系数） —— 当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量 如何确定h及增强换热的措施是对流换热的核心问题 研究对流换热的方法： （1）分析法（解析解） （2）实验法（近似解） （3）类比法 （4）数值法 概述 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6 5 对流换热的影响因素 对流换热是流体的导热和对流两种基本传热方式共同作用的结果。其影响因素主要有以下四个方面：(1)流动起因和流动状态；(2)流体有无相变；(3)换热表面的几何因素；(4)流体的热物理性质 (1) 流动起因 自然对流：流体因各部分温度不同而引起的密度差异所产生的流动 强制对流：由外力（如：泵、风机、水压头）作用所产生的流动 概述 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7 流动状态 (2) 流体有无相变 层流：整个流场呈一簇互相平行的流线 湍流：流体质点做复杂无规则的运动 （Laminar flow） （Turbulent flow） 单相换热： 相变换热：凝结、沸腾、升华、凝固、融化等 概述 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 8 (3) 换热表面的几何因素： 内部流动对流换热：管内或槽内 外部流动对流换热：外掠平板、圆管、管束 概述 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 9 (4) 流体的热物理性质： 热导率 运动粘度 概述 体积膨胀增大，自然对流换热增强 流动阻力增大，对流换热减弱 流体内部和流体与壁面间导热热阻很小 单位体积流体能携带更多能量 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 10 综上所述，表面传热系数是众多因素的函数： 概述 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.