影響對流換熱的因素熱工基礎(chǔ)電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫鄭州電力高等?？茖W校影響對流換熱的因素

運動著的流體與固體壁面接觸時，由于流體與固體壁面間有溫度差而發(fā)生的熱量傳遞過程，稱為對流換熱。工程中對流換熱比單純的熱對流更具實用意義。對流換熱在火電廠的生產(chǎn)過程中應(yīng)用十分廣泛。在鍋爐的過熱器、省煤器以及汽輪機的主要輔助設(shè)備凝汽器、加熱器中，管內(nèi)流動的工質(zhì)與管內(nèi)壁之間、管外流動的工質(zhì)與管外壁之間的熱量傳遞過程都是對流換熱過程。0203目

錄Content050104流動產(chǎn)生的原因流體流動的狀態(tài)流體有無相變流體物性的影響流體與固體壁面的相對位置01電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫流動產(chǎn)生的原因影響對流換熱的因素

結(jié)論：強迫流動的對流換熱系數(shù)要高于自由流動的換熱系數(shù)。強迫流動自由流動流動產(chǎn)生的原因強制對流換熱是流體在泵與風機的作用下流過換熱面時的對流換熱，如煙氣在風機的作用下流過鍋爐中各受熱面時與受熱面之間的對流換熱就屬強制對流換熱。自然對流換熱是流場中溫度差引起密度差產(chǎn)生了浮升力，流體在浮升力作用下流過換熱面時的對流換熱，如鍋爐爐墻外表面向周圍空氣的散熱就屬自然對流換熱。影響對流換熱的因素1、冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么有風比無風時感到更冷些？人體表面的散熱在有風時為強制對流換熱，在無風時屬自然對流換熱。而空氣的強制對流換熱系數(shù)比自然對流換熱系數(shù)大。因而有風時從人體帶走的熱量更多，所以感到更冷。02電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫流體流動的狀態(tài)影響對流換熱的因素

結(jié)論：1.紊流時的換熱系數(shù)要高于層流的換熱系數(shù)。紊流層流流體的流動狀態(tài)層流流動中，流體各部分的流動都平行于流道的壁面，各流線之間互不干擾，動量交換、熱量交換相對較弱紊流流動中，流體的各部分運動處于不規(guī)則的混亂狀態(tài)，各流線之間會互相交錯和干擾，動量交換、熱量交換相對較強

2.紊流時換熱熱阻主要存在于層流底層，層流底層愈薄，對流換熱強度就愈強。03電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫流體有無相變影響對流換熱的因素相變對流換熱無相變對流換熱流動有無相變相變是指氣體變?yōu)橐后w或液體變?yōu)闅怏w的相態(tài)變換。。沒有相態(tài)變化的對流換熱稱為單相流體的對流換熱。有相變的對流換熱是指液體的沸騰換熱和蒸汽的凝結(jié)換熱。影響對流換熱的因素人體表面的散熱在有風時為強制對流換熱，在無風時屬自然對流換熱。而空氣的強制對流換熱系數(shù)比自然對流換熱系數(shù)大。因而有風時從人體帶走的熱量更多，所以感到更冷。有相變的換熱與無相變的換熱相比有很大的區(qū)別。對于同一種流體，有相變的對流換熱系數(shù)要大得多。例如，液體受熱汽化，將吸收大量的汽化潛熱，汽化潛熱值要比比熱容大得多，同時還產(chǎn)生許多汽泡，汽泡的產(chǎn)生和運動增加了液體內(nèi)部的擾動，也使對流換熱增強。對于不同種流體，有相變的換熱不一定比無相變的換熱強，04電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫流體物性的影響影響對流換熱的因素在相同的條件下，流體的種類不同，其換熱強度各不相同。直接影響換熱強度的主要物性參數(shù)有：熱導率λ[W/(m·℃)]、定壓質(zhì)量比熱容cp[J/(kg·℃)]、密度ρ[kg/m3]、動力粘度μ[kg/(m·s)]、運動粘度ν[m2/s]等等。不同的流體，上述的物性參數(shù)各不相同；對于同一種流體，這些參數(shù)隨溫度而變化，其中某些參數(shù)還和壓力有關(guān)。影響對流換熱的因素若流體的比熱容大，流體的溫度每升高或降低1℃與壁面所交換的熱量就越多，換熱也會加強?？偟膩碚f，μ值增大，換熱強度減??；ρ、和cp值增大，換熱強度增大。流體的物性影響換熱強度，是因為流體的物性影響流體的流態(tài)和改變層流底層的熱阻。例如，若流體的粘性系數(shù)小，則在一定的流速下其層流底層就較薄，使熱阻減小而換熱增強；若流體的熱導率大，則層流底層的導熱熱阻就小。影響對流換熱的因素液體的對流換熱強于氣體的對流換熱。氫氣的對流換熱強于空氣的對流換熱。通常存在水的對流換熱強于油的對流換熱。影響對流換熱的因素1、電影《泰坦尼克號》里，男主人公杰克在海水里被凍死而女主人公羅絲卻因躺在筏上而幸存下來。試從傳熱學的觀點解釋這一現(xiàn)象。課堂思考杰克在海水里，身體與海水間由于自然對流交換熱量。羅絲在筏上身體與空氣之間產(chǎn)生自然對流。在其他條件相同時，水的自然對流強度要遠大于空氣，因此杰克身體由于自然對流散失能量的速度比羅絲快得多。因此，杰克被凍死而羅絲幸存下來。影響對流換熱的因素2.在發(fā)電廠中，為什么發(fā)電機的冷卻方式用氫氣冷卻比空氣冷卻效果好？課堂思考因為流體的物性參數(shù)影響流體的對流換熱，氫氣的導熱系數(shù)和比熱是所有氣體中最大的，對流換熱效果最強，氫氣和空氣比較，氫氣的對流換熱強于空氣的對流換熱，用氫氣冷卻帶走的熱量多，冷卻效果好。05電/廠/熱/能/動/力/裝/置/專/業(yè)/教/學/資/源/庫流體與固體壁面的相對位置影響對流換熱的因素對流換熱過程中，流體沿著壁面流動，壁面的幾何形狀、大小、粗糙度及流體與固體壁面間的相對位置對流體的流動也有很大的影響，從而也影響對流換熱系數(shù)的大小。影響對流換熱的因素流體在管內(nèi)流動和流體橫向繞過圓管時的流動，由于流體接觸壁面的幾何形狀不同，流動的狀態(tài)及邊界層