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文档简介

1、2022年7月18日第三章 传热一、给热的分析二、壁面和流体的给热速率三、热边界层第三节 对流传热2022年7月18日一、给热的分析 流体沿固体壁面的流动 滞流内层过渡层湍流主体流体分层运动，相邻层间没有流体的宏观运动。在垂直于流动方向上不存在热对流，该方向上的热传递仅为流体的热传导。该层中温度差较大，即温度梯度较大。热对流和热传导作用大致相同，在该层内温度发生较缓慢的变化。 温度梯度很小，各处的温度基本相同。 湍流时的速度分布2022年7月18日 给热是集对流和热传导于一体的综合现象。 给热的热阻主要集中在滞流内层。减薄滞流内层的厚度是强化给热的主要途径。 湍流流动2022年7月18日二、壁

2、面和流体间的给热速率 1、给热速率表达式 根据传递过程速率的普遍关系，壁面和流体间的给热速率：推动力：壁面和流体间的温度差阻力：影响因素很多，但与壁面的表面积成反比。 给热速率方程可以表示为： 牛顿冷却定律 2022年7月18日 在换热器中，局部给热系数随管长而变化，但在工程计算中，常使用平均给热系数，此时牛顿冷却定律可以表示为：2、给热系数给热系数a定义式： 表示单位温度差下，单位传热面积的给热速率。 单位W/m2.k。 反映了给热的快慢，给热系数大，则传热快。 2022年7月18日三、热边界层与换热微分方程式 热边界层（温度边界层） ：壁面附近因换热而使流体温度发生了变化的区域 。规定 处

3、为热边界层的界限，热边界层的厚度常用 表示。 温度边界层内的温度分布与流动边界层内流体的流动情况有关： 在靠近壁的层流内层中流动为层流，热量传递通过导热进行。温度分布曲线的斜率大（温度梯度大）。2022年7月18日 在过渡层内，由于对流传热的作用，温度梯度变小。 在湍流核心，质点湍动强烈，对流很快，温度梯度更小。 如果用 表示贴壁处流体的温度梯度， 则 与牛顿冷却定律 联立： 2022年7月18日理论上计算给热系数的基础 表明：对一定的流体，当流体与壁面的温度差一定时，给热系数只取决于紧靠壁面流体的温度梯度。 热边界层的厚薄，影响层内温度分布，因而影响温度梯度。当边界层内、外的温度差一定时，热边界层越薄，温

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