§4.3对流传热(给热).ppt

§3、对流传热（给热） 一、对流传热过程分析 δ：传热边界层厚度 δb：层流内层 δf：虚拟厚度 上图表示一个垂直放置的列管式热交换器 中一根管的节点剖面示意图。 传热边界层13,对流传热温度分布动画5 二、对流传热基本方程 把流体对流传热过程看作是通过传热边界层的导热，可以把对流传热用理论上较为成熟的导热原理来处理。 三、α的准数关联式 牛顿冷却定律似乎简单，实际上并未 减少计算上的困难，而是将难以测定的 传热边界层厚度δ包含在给热系数中了。 * * ???????????????? 空气散热器 导航栏 一、对流传热过程分析 GO 二、对流传热基本方程GO 三、α的准数关联式GO 这种传热方式经常碰到：即热量从热流体 通过固体传热壁面传给冷流体，这种传热 过程称为给热。 它分三个阶段 1、热量自热流体传到固体壁面的一侧 2、从壁面的一侧传到另一侧 3、从壁面的一侧传到冷流体 在靠近壁面有一层流内层存在，厚度为δb，穿 过δb的热量只能靠传导。这是由于流体质点运动方向与传热方向垂直又不混合,流体的导热系数λ又小，尽管δb很薄，但对传热的阻力却很大，故传过一定的热量温度梯度较大。通过实验测定：δb内的温度变化往往占一侧流体温度变化的90%以上。∴ 对传热速率往往具有决定性的影响。 在层流内层以外的过渡区。流体质点的运动开始 出现混合，但仍有温度梯度存在。热量由层流内层经过渡区传到湍流主体内。在湍流主体内，流体质点充分混合，温度趋于一致。 由上所述，对流传热是层流内层的导热和层流内层以外的对流传热的总称。 对流传热 受热传导的控制 受流动规律的支配 所以对流传热为一复杂的过程。 为了便于处理起见，我们把对流传热看作为 相当于通过厚度为δ的传热边界层的导热 过程（将温度梯度有显著变化的区域称为传 热边界层）。而在传热边界层中包括了真实 的层流内层的厚度δb和与层流内层外的热 阻相当的虚拟厚度δf 。 即δ=δb+δf 即把层流内层之外的热阻折合成的厚度δf 。 必须指出：δf是不存在的，它完全是为了 处理问题的方便而假设的。 1、当壁面向冷流体给热时 （1） 式中：tw— 壁面温度 t — 冷流体的温度 δ— 传热边界层的厚度 实际上传热边界层的厚度δ不能测定， ∵δ包括虚拟的厚度δf 。 令α=λ/δ为给热系数（也叫传热分系数）， 则（1）变为 2、热流体对壁面传热时 (2) (3) （2）、（3）为对流传热基本方程，又叫牛顿 冷却定律。 α的单位 α的物理意义：单位时间内，单位传热面积上， 温差为1k时，所能传递的热量。所以α是对流 给热强度的标志。（α↑，传热效果好） 实验证明：影响α的因素很多，概括起来可用下列未定方程来表示。