第二章傳熱第三節(jié)對(duì)流傳熱一、概述

一、定義及分類(lèi)

流體流過(guò)固體壁面時(shí)流體與壁面間的傳熱過(guò)程。定義:流體無(wú)相變時(shí)的對(duì)流傳熱流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱自然對(duì)流強(qiáng)制對(duì)流蒸汽冷凝液體沸騰分類(lèi)2、對(duì)流傳熱過(guò)程分析

層流底層過(guò)渡層湍流主體層流層

沿軸向流動(dòng)，無(wú)徑向混合，依靠導(dǎo)熱，主要溫差及熱阻集中在層流層。

緩沖層

導(dǎo)熱、對(duì)流同時(shí)存在，溫度緩慢變化。

湍流區(qū)

質(zhì)點(diǎn)劇烈運(yùn)動(dòng)，混合均勻，無(wú)溫差，無(wú)熱阻。3、熱邊界層

定義流體流過(guò)壁面時(shí)，因受壁面影響而形成的一層溫度梯度較大的區(qū)域，叫熱邊界層。（對(duì)流傳熱中有明顯溫度梯度的區(qū)域）①熱邊界層越薄，溫度梯度越大，傳熱速率越大；

②流體向管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，熱邊界層也存在形成和發(fā)展的過(guò)程；③破壞熱邊界層，有利于傳熱；④熱邊界層與流動(dòng)邊界層的關(guān)系。說(shuō)明二、對(duì)流傳熱速率及傳熱系數(shù)1、牛頓冷卻定律

推動(dòng)力溫差

阻力

影響因素很多，但一定與傳熱面積成反比

對(duì)流傳熱系數(shù)

單位是2、對(duì)流傳熱系數(shù)

定義式單位溫差、單位面積的傳熱速率。

說(shuō)明

③有相變?chǔ)?gt;無(wú)相變?chǔ)粒粡?qiáng)制對(duì)流α>自然對(duì)流α；

液體α>氣體α。

①大，傳熱快；

與不同，不是物理性質(zhì)之一，受很多因素影響；3、影響α的因素

1）流體的種類(lèi)及相變化的情況

2）流體的性質(zhì)：3）流體的溫度：4）流體的流動(dòng)狀態(tài)5）流動(dòng)產(chǎn)生的原因：（強(qiáng)制對(duì)流、自然對(duì)流）6）傳熱面的形狀、位置、大小等4、傳熱過(guò)程的準(zhǔn)數(shù)準(zhǔn)數(shù)名稱(chēng)符號(hào)準(zhǔn)數(shù)式意義努塞爾數(shù)Nu表示傳熱系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)雷諾數(shù)Re確定流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)數(shù)普朗特?cái)?shù)Pr表示物性影響的準(zhǔn)數(shù)格拉曉夫數(shù)Gr表示自然對(duì)流影響的準(zhǔn)數(shù)5、傳熱系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式狄丟斯式當(dāng)流體被加熱時(shí)：n=0.4當(dāng)流體被冷卻時(shí)：n=0.3流體在圓管內(nèi)作強(qiáng)制湍流低黏度流體高黏度流體當(dāng)流體被加熱時(shí)：c=1.05當(dāng)流體被冷卻時(shí)：c=0.95三、流體有相變時(shí)的對(duì)流傳熱1、液體沸騰液體受熱沸騰時(shí)，因發(fā)生相變而吸收大量的氣化熱，并因氣泡產(chǎn)生而使加熱面附近的流體劇烈攪動(dòng)，從而具有較高的傳熱膜系數(shù)

2、蒸汽冷凝

飽和氣體冷凝為飽和液體，會(huì)釋放出氣化潛熱，冷凝液的溫度與蒸汽溫度相同。冷凝時(shí)蒸汽中若含有