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传热学 传热学 Heat transfer Heat transfer 张靖周 能源与动力学院 第四章 对流换热的理论分析 4-1 对流换热概述 一、对流换热 1、对流换热：流体与固体壁直接接触、且存在相 对运动时所发生的热量传递过程 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 对流对流换热 对流，流体中温度不同的各部分之间，由于相对的 宏观运动而把热量从一处迁移至另一处的过程 流体在作相对宏观运动的同时，分子的微观运动并 没有停止，也就是说流体微团内部还以导热方式传递 热量，这一作用习惯上称为扩散作用 对流换热时，流体和壁面间传递的热量是通过壁面 的流体沿壁面法线方向导热而实现的 当热量通过导热自壁面传入流体后，一部分是焓的 形式被运动着的流体带向下游热对流；另一部分 则以热量的形式通过导热传向离壁面稍远的流体层 --热扩散 对流换热过程受到对流作用和扩散作用的双重控制 2、对流换热过程的特点： (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 3、对流换热的基本公式 牛顿冷却公式（1701） Q hA(T =−T ) W w ∞ [ ] q Q A h(T =−T ) ⎡W m2 ⎤ w ∞ ⎣ ⎦ 表面传热系数（对流换热系数） Q 2 o h [ ] W (m C) ⋅ A T T ( w − ∞) —— 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及增强换热的措施是对流换热的核心问题 过程量!! 二、对流换热的影响因素及分类 1、对流换热的影响因素 流动起因、 流动状态、 流体有无相变、 换热表面的几何因素、 流体的热物理性质等 (1) 流动起因： 自然对流：流体因各部分温度不同而引起的密度差