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对流传热主要研究问题流体与壁面之间的流传热速度场动量传递传递温度场热量传递运动方程连续性方程研究基础能量方程量纲分析强制层流强制湍流对流传热的形式自然对流蒸气冷凝与液体沸腾流传热机理大大大对流传热的热阻主要集中在层流过渡层底层内因此湍流层减薄层流底层的厚度是强化对流传热的主要途径层流底层传热为热传导热阻很大即温度梯度较大湍流主体传热为热对流热阻很小温度梯度极小各处的温度基本相同过渡层热传导和热对流均起作用温度缓慢变化热边层及流传热系数膜系数流体流经固体壁面时若两者存在温度差则壁面附近的流体受壁面
5.4 对流传热
主要研究问题:流体与壁面之间的 流传热
速度场 动量传递
传递
温度场 热量传递
运动方程
连续性方程
研究基础
能量方程
量纲分析
强制层流
强制湍流
对流传热的形式
自然对流
蒸气冷凝与液体沸腾
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5.4.1 流传热机理
r大, Δt大, t/ n大
对流传热的热阻
主要集中在层流 过渡层
底层内,因此, 湍流层
减薄层流底层的
厚度是强化对流
传热的主要途径。
层流底层传热为热传导,热阻很大 即温度梯度较大。
湍流主体传热为热对流,热阻很小,温度梯度极小,
各处的温度基本相同。
过渡层热传导和热对流均起作用,温度缓慢变化。
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5.4.2 热边 层及 流传热系数(膜系数)
流体流经固体壁面时,若两者存在温度差,则
壁面附近的流体受壁面温度的影响而有一个温度梯
度,将此温度梯度的区域称为热边界层。
根据 流传热机理有:
层流内层:导热,热阻很大,厚度小,温度梯度大。
湍流核心:涡流传热,热阻小,温度梯度小。
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固体壁面与流体之间总的 流传热速率用
牛顿冷却定律: dQ a (t t )dS
s b
称为对流传 系数
为求算 流传热系数,认为传热热阻主要在层流内
层,即传热为热传导,传热速率可用
傅立叶定律: dt
dQ k rr dS
dr i
k dt
因此,有: a
r r
t t dr i
s b
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