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化工原理 主讲教师：童汉清,3 对流给热,一、概 述,1、对流传热与对流给热,对流传热： 流体中质点发生相对位移而引起的热交换。 对流给热： 流体流过固体传热面时，与该面发生的热传导、流体质点间的热传导以及对流传热共同的传热作用。,2、自然对流与强制对流,自然对流： 传热过程中因冷热流体密度不同而产生环流引起的热交换。,ta tb,t = t a - tb,a b,设b = ,a = /(1+ t ),P = Pb Pa =gl t,表征自然对流强度的重要参数：自然对流环流速度,强制对流： 流体在外力作用下产生宏观运动而引起的热交换。,结论： 层流流动使传热推动力增加，强化了传热。 层流流动也属于强制对流！,对流传热速率可由牛顿冷却定律描述,温度差,局部对流传热系数,微分对流传热通量,二、牛顿冷却定律,对于一维稳定的传热过程，牛顿冷却定律,流体被加热：,流体被冷却：,式中：,为对流给热系数，单位：W / (m2 oC),式中：,为对流给热系数，单位：W / (m2 oC),换热器的传热面积有不同的表示方法，可以是管内侧或管外侧表面积。例如，若热流体在换热器的管内流动，冷流体在管间(环隙)流动，则对流传热速率方程式可分别表示为,牛顿冷却定律也是对流传热系数的定义式，即,对流传热系数在数值上等于单位温度差下、单位传热面积的对流传热速率，其单位为W/(m2)。它反映了对流传热的快慢，愈大表示对流传热愈快。,三、对流给热系数,1、对流给热系数的物理意义,(1) 流体的状态：液体、气体、蒸汽及在传热过程中是否有相变。有相变时对流传热系数比无相变化时大的多；,(2) 流体的物理性质：影响较大的物性如密度、比热cp、导热系数、粘度等；,(3) 流体的运动状况：层流、过渡流或湍流；,(4) 流体对流的状况：自然对流，强制对流；,(5) 传热表面的形状、位置及大小：如管、板、管束、管径、管长、管子排列方式、垂直放置或水平放置等。,2、 影响对流传热系数的主要因素,无相变时，影响对流传热系数的主要因素可用下式表示：,通过
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