基础化学实验教学示范《化工原理实验》课程教学课件（上册，讲稿）第四章 传热 4.3 对流传热概述 4.5 对流传热系数关联式

第四章一、对流传热速率方程和传热对流传热系数二、对流传热机理简介三、保温层的临界直径第三节对流传热概述下页助滋画2025/11/11

2025/11/11 第四章 传热 一、对流传热速率方程和 对流传热系数 二、对流传热机理简介 第三节 三、保温层的临界直径 对流传热概述

对流传热类型咖福楼/流体强制对流传热外界机械能强迫流体流过固体壁面的传热。闸流体自然对流传热服-/蒸汽冷凝传热一國福√液体沸腾传热服国前二者是无相变传热，后二者是有流体相变的传热返上页下页回2025/11/11

2025/11/11 流体强制对流传热 外界机械能强迫流体流过固体壁面的传热。 流体自然对流传热 蒸汽冷凝传热 液体沸腾传热 前二者是无相变传热，后二者是有流体相变的传热。 对流传热类型

一、对流传热速率方程和对流传热系数吃1对流传热速率方程L据传递过程速率的普遍关系，壁面和流体间的对流传热速率：对流传热推动力=系数×推动力对流传热速率-对流传热阻力对流传热速率方程可以表示为：dQ = α·dS.(tw -t)dO = α·dS.(T-T.)心牛顿冷却定律页下页返上回2025/11/11

2025/11/11 一、对流传热速率方程和对流传热系数 1、对流传热速率方程 据传递过程速率的普遍关系，壁面和流体间的对流传热速率： 对流传热阻力 对流传热推动力 对流传热速率   系数推动力 对流传热速率方程可以表示为： dQ dS t t    w  ——牛顿冷却定律 ( ) T Tw dQ   dS  

2、对流传热系数对流传热系数α定义式：吃修楼α =SAt表示单位温度差下，单位传热面积的对流传热速A-率。单位W/(m2·k）。反映了对流传热的快慢，对流传热系数大，则传热快。它不是流体的物理性质，而是受诸多因素影响的一个参数，反映对流传热热阻的大小。E下返上页页回2025/11/11

2025/11/11 2、对流传热系数 对流传热系数α定义式： S t Q    表示单位温度差下，单位传热面积的对流传热速 率。单位W/(m2·k)。 反映了对流传热的快慢，对流传热系数大，则传 热快。 它不是流体的物理性质，而是受诸多因素影响的 一个参数，反映对流传热热阻的大小

二、对流传热机理简介1-1、对流传热分析T国滞流内层流体分层运动，相邻层间没有流体的证修院宏观运动。在垂直于流动方向上不存流体沿固体在热对流，该方向上的热传递仅为流壁面的流动体的热传导。该层中温度差较大，即温度梯度较大。瑞流主体温度梯度很小，各处的温度基本相同。页返上下页回2025/11/11

2025/11/11 流体沿固体 壁面的流动 滞流内层 湍流主体 流体分层运动，相邻层间没有流体的 宏观运动。在垂直于流动方向上不存 在热对流，该方向上的热传递仅为流 体的热传导。该层中温度差较大，即 温度梯度较大。 温度梯度很小，各处的温度基本相同。 1、对流传热分析 二、对流传热机理简介

对流传热温度分布温度X店对流传热是集对流和热传导于一体的综合现象。对流传热的热阻主要集中在滞流内层。减薄滞流内层的厚度是强化对流传热的主要途径。返上页下页回2025/11/11

2025/11/11 对流传热是集对流和热传导于一体的综合现象。 对流传热的热阻主要集中在滞流内层。减薄滞流内层的 厚度是强化对流传热的主要途径

2、热边界层L热边界层（温度边界层）：壁面附近因换热而使流体温度发生了变化的区域。规定t-t=0.99(tw-t.）处为热边界层的界限,-温度边界层内的温度分布与流动边界层内流体的流动情况有关：页返上下页回2025/11/11

2025/11/11 2、热边界层 热边界层（温度边界层）：壁面附近因换热而使流体温度 发生了变化的区域 。 规定 0.99( )     t t t t w w 处为热边界层的界限， 温度边界层内的温度分布与流动边界层内流体的流动情 况有关：

在靠近壁的层流内层中流动为层流，热量传递通过导热进1行。温度分布曲线的斜率大（温度梯度大）。·在缓冲层内，由于对流传热的作用，温度梯度变小。在流核心，质点瑞动强烈，对流很快，温度梯度更小。福.too中too.?twrt=0.99(hw-to0)中返下页回页2025/11/11

2025/11/11 •在靠近壁的层流内层中流动为层流，热量传递通过导热进 行。温度分布曲线的斜率大（温度梯度大）。 •在缓冲层内，由于对流传热的作用，温度梯度变小。 •在湍流核心，质点湍动强烈，对流很快，温度梯度更小

热边界层的形成流体被平壁冷却流体被平壁加热福-?1上页下返页2025/11/11回

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三、 1保温层的临界直径L设：保温层内表面温度为t，周围环境温度为t，保温层的内外径分别为r和r。，闸保温层外表面对环境的对流传热系数为α。稳定传热时，管道的热损失为：-ti-tf中t, -t,Q=In r./rR, + R22元2元rLα返上页下页回2025/11/11

2025/11/11 三、保温层的临界直径 设：保温层内表面温度为t1 ，周围环境温度为t f ， 保温层的内外径分别为r i 和ro ， 保温层外表面对环境的对流传热系数为α。 稳定传热时，管道的热损失为： 1 2 1 R R t t Q f    L r L r r t t o o i f 2 1 2 ln 1   