第三篇 非稳态导热.pdf

第四章 对流换热 第四章 对流换热 第一节 对流换热概述 第一节 对流换热概述 1. 定义： 流体流过与其温度不同的固体壁时所发生的热量传递称 对流换热。对流换热是由热对流与热传导两部分组成 的。 2. 牛顿冷却公式 对流换热的换热量由牛顿冷却公式计算。 F t t ( t αt ) − ⎧ w f w f ⎪ Q F t α 因总是规定Q值为正值。 =Δ ⎨ F t t ( t αt ) − ⎪ f w w f ⎩ 从公式可知，要计算换热量，温度面积比较容易得到，主 要任务是如何求得对流换热系数α。 3. 求换热系数α的两种基本途径 （1）分析法（解析解，理论分析法） a 建立边界层内的微分方程组求解α 思路：取控制体，利用能量守恒和动量守恒建立微分方程 组结合单值性条件。 b. 建立边界层的积分方程组求解α（近似解法） c. 利用动量和能量的比拟方法（类比法） （2 ）实验研究方法： 用相似原理或量纲分析法，将众多的影响因素归纳成为数 不多的几个无量纲的准则，通过实验确定α的具体关系 式。 （3 ）两者的联系和区别（理论分析法和实验研究方法） 两种方法在解决对流换热问题上起相辅相成的作用。虽然 解析解不能求解各种各样对流换热问题，但能深刻地揭示 出各个物理量对换热系数的影响，而且也是评价其它方法 所得结果的标准和依据，而实验研究方法可以得到具体的 表达方式，而且是设计计算的主要计算式，是必须掌握的 内容。 4. 对流换热问题的分类 4. 对流换热问题的分类 圆管内强制对流换热 内部流动 其它形式截面管道内的对流换热 强制对流 外掠平板的对流换热 外掠单根圆管的对流换热 外部流动 外掠圆管管束的对流换热 外掠其它截面形状柱体的对流换热 无相变 射流冲击换热 大空间自然对流 自然对流 有限空间自然对流 对流换热 混合对流 大容器沸腾 沸腾换热 管内沸腾 有相变 管外凝结 凝结换热 管内凝结 5. 影响对流换热的影响因素 （1）流体流动的起因：强制对流换热和自然对流换热流 动的成因不同，流体中的速度场也有差别，换热规 律不