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技術(shù)文章

對流傳熱系數(shù)的定義及影響對流傳熱的因素

點擊次數(shù):2232 發(fā)布時間:2010-11-11

 

對流傳熱系數(shù)的定義及影響對流傳熱的因素

 

對流傳熱系數(shù)也稱對流換熱系數(shù)。對流換熱系數(shù)的基本計算公式由牛頓于1701年提出,又稱牛頓冷卻定律。牛頓指

出,流體與固體壁面之間對流傳熱的熱流與它們的溫度差成正比,即:

 

        q = h*(tw-t∞)

        Q = h*A*(tw-t∞)

 

    式中:

       q為1m2固體表面與流體間在單位時間所交換的熱量,即熱流密度,

       q的單位為W/m2;

       tw、t∞分別為固體表面和流體的溫度,單位K;

       A為壁面面積,單位m2;

       Q為面積A上的傳熱熱量,單位W;

       h稱為表面對流傳熱系數(shù),單位W/m2.K。

 

對流換熱系數(shù)h的物理意義是:當(dāng)流體與固體表面之間的溫度差為1K時,1m2壁面面積在每秒所能傳遞的熱量。h的

大小反映對流換熱的強(qiáng)弱。

 

如上所述,h 與影響換熱過程的諸因素有關(guān),并且可以在很大的范圍內(nèi)變化,所以牛頓公式只能看作是傳熱系數(shù)的

一個定義式。它既沒有揭示影響對流換熱的諸因素與 h 之間的內(nèi)在,也沒有給工程計算帶來任何實質(zhì)性的簡化

,只不過把問題的復(fù)雜性轉(zhuǎn)移到傳熱系數(shù)的確定上去了。因此,在工程傳熱計算中,主要的任務(wù)是計算 h。計算傳

熱系數(shù)的方法主要有實驗求解法、數(shù)學(xué)分析解法和數(shù)值分析解法。

 

影響對流傳熱強(qiáng)弱的主要因素有:

 

1. 對流運動成因和流動狀態(tài);

2. 流體的物理性質(zhì)(隨種類、溫度和壓力而變化);

3. 傳熱表面的形狀、尺寸和相對位置;

4. 流體有無相變(如氣態(tài)與液態(tài)之間的轉(zhuǎn)化)。

 

在不同的情況下,傳熱強(qiáng)度會發(fā)生成倍直至成千倍的變化,所以對流換熱是一個受許多因素影響且其強(qiáng)度變化幅度

又很大的復(fù)雜過程。
 

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