《传热学》第五章 对流换热

第五章 对流换热

第五章 对流换热

§5-1对流换热概说 自然界普遍存在对流换热,它比导热更复杂。 到目前为止,对流换热问题的研究还很不充 分。(a)某些方面还处在积累实验数据的阶 段;(b)某些方面研究比较详细,但由于数 学上的困难;使得在工程上可应用的公式大 多数还是经验公式(实验结果

§5-1 对流换热概说 ❖ 自然界普遍存在对流换热，它比导热更复杂。 ❖ 到目前为止，对流换热问题的研究还很不充 分。(a) 某些方面还处在积累实验数据的阶 段；(b) 某些方面研究比较详细，但由于数 学上的困难；使得在工程上可应用的公式大 多数还是经验公式（实验结果）

牛顿公式 Q=hA△t 只是对流换热系数的一个定义式,它并没 有揭示与影响它的各物理量间的内在关系 研究对流换热的任务就是要揭示这种內在的 联系,确定计算表面换热系数的表达式

牛顿公式 Q h A t =  只是对流换热系数 的一个定义式，它并没 有揭示 与影响它的各物理量间的内在关系， 研究对流换热的任务就是要揭示这种内在的 联系，确定计算表面换热系数的表达式。 h h

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。 qs ●对流换热与热对流不同,既有热对流,也有导热; 不是基本传热方式 ●对流换热实例:1)暧气管道;2)电子器件冷却; 3)电风扇

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 ● 对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热； 不是基本传热方式

2对流换热的特点 (1)导热与热对流同时存在的复杂热传递过 程 (2)必须有直接接触(流体与壁面)和宏观 运动;也必须有温差 (3)由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影 响,紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界 层

(1) 导热与热对流同时存在的复杂热传递过 程 (2) 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观 运动；也必须有温差 (3) 由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影 响，紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界 层 2 对流换热的特点

3对流换热的基本计算式 牛顿冷却式 =hA(t-t)w 9=/A =(n-1)[w/m2

3 对流换热的基本计算式 ( ) W = −  Φ hA t t w   2 h(t w t f ) W m q Φ A = − = 牛顿冷却式:

Fluid Veloc ity emperature distribution distribution Heated Ty surface

4表面传热系数(对流换热系数) h=g/(A(t =to))w/(m2.c) h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增强换热的措施是对流换热的 核心问题

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 ( ( )) = −  h Φ A t t w W (m C) 2   如何确定h及增强换热的措施是对流换热的 核心问题 h

研究对流换热的方法: (1)分析法 (2)实验法 (3)比拟法 (4)数值法

（1）分析法 （2）实验法 （3）比拟法 （4）数值法 研究对流换热的方法：

5影响对流换热系数h的因素有以下5方面 ◇流体流动的起因 ◆流体有无相变 ◆流体的流动状态 换热表面的几何因素 ◆流体的物理性质

5 影响对流换热系数 的因素有以下5 方面 ❖流体流动的起因 ❖流体有无相变 ❖流体的流动状态 ❖换热表面的几何因素 ❖流体的物理性质 h