对流换热影响因素

影响对流换热的因素热工基础电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库郑州电力高等专科学校影响对流换热的因素

运动着的流体与固体壁面接触时，由于流体与固体壁面间有温度差而发生的热量传递过程，称为对流换热。工程中对流换热比单纯的热对流更具实用意义。对流换热在火电厂的生产过程中应用十分广泛。在锅炉的过热器、省煤器以及汽轮机的主要辅助设备凝汽器、加热器中，管内流动的工质与管内壁之间、管外流动的工质与管外壁之间的热量传递过程都是对流换热过程。0203目

录Content050104流动产生的原因流体流动的状态流体有无相变流体物性的影响流体与固体壁面的相对位置01电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库流动产生的原因影响对流换热的因素

结论：强迫流动的对流换热系数要高于自由流动的换热系数。强迫流动自由流动流动产生的原因强制对流换热是流体在泵与风机的作用下流过换热面时的对流换热，如烟气在风机的作用下流过锅炉中各受热面时与受热面之间的对流换热就属强制对流换热。自然对流换热是流场中温度差引起密度差产生了浮升力，流体在浮升力作用下流过换热面时的对流换热，如锅炉炉墙外表面向周围空气的散热就属自然对流换热。影响对流换热的因素1、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？人体表面的散热在有风时为强制对流换热，在无风时属自然对流换热。而空气的强制对流换热系数比自然对流换热系数大。因而有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷。02电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库流体流动的状态影响对流换热的因素

结论：1.紊流时的换热系数要高于层流的换热系数。紊流层流流体的流动状态层流流动中，流体各部分的流动都平行于流道的壁面，各流线之间互不干扰，动量交换、热量交换相对较弱紊流流动中，流体的各部分运动处于不规则的混乱状态，各流线之间会互相交错和干扰，动量交换、热量交换相对较强

2.紊流时换热热阻主要存在于层流底层，层流底层愈薄，对流换热强度就愈强。03电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库流体有无相变影响对流换热的因素相变对流换热无相变对流换热流动有无相变相变是指气体变为液体或液体变为气体的相态变换。。没有相态变化的对流换热称为单相流体的对流换热。有相变的对流换热是指液体的沸腾换热和蒸汽的凝结换热。影响对流换热的因素人体表面的散热在有风时为强制对流换热，在无风时属自然对流换热。而空气的强制对流换热系数比自然对流换热系数大。因而有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷。有相变的换热与无相变的换热相比有很大的区别。对于同一种流体，有相变的对流换热系数要大得多。例如，液体受热汽化，将吸收大量的汽化潜热，汽化潜热值要比比热容大得多，同时还产生许多汽泡，汽泡的产生和运动增加了液体内部的扰动，也使对流换热增强。对于不同种流体，有相变的换热不一定比无相变的换热强，04电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库流体物性的影响影响对流换热的因素在相同的条件下，流体的种类不同，其换热强度各不相同。直接影响换热强度的主要物性参数有：热导率λ[W/(m·℃)]、定压质量比热容cp[J/(kg·℃)]、密度ρ[kg/m3]、动力粘度μ[kg/(m·s)]、运动粘度ν[m2/s]等等。不同的流体，上述的物性参数各不相同；对于同一种流体，这些参数随温度而变化，其中某些参数还和压力有关。影响对流换热的因素若流体的比热容大，流体的温度每升高或降低1℃与壁面所交换的热量就越多，换热也会加强。总的来说，μ值增大，换热强度减小；ρ、和cp值增大，换热强度增大。流体的物性影响换热强度，是因为流体的物性影响流体的流态和改变层流底层的热阻。例如，若流体的粘性系数小，则在一定的流速下其层流底层就较薄，使热阻减小而换热增强；若流体的热导率大，则层流底层的导热热阻就小。影响对流换热的因素液体的对流换热强于气体的对流换热。氢气的对流换热强于空气的对流换热。通常存在水的对流换热强于油的对流换热。影响对流换热的因素1、电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。试从传热学的观点解释这一现象。课堂思考杰克在海水里，身体与海水间由于自然对流交换热量。罗丝在筏上身体与空气之间产生自然对流。在其他条件相同时，水的自然对流强度要远大于空气，因此杰克身体由于自然对流散失能量的速度比罗丝快得多。因此，杰克被冻死而罗丝幸存下来。影响对流换热的因素2.在发电厂中，为什么发电机的冷却方式用氢气冷却比空气冷却效果好？课堂思考因为流体的物性参数影响流体的对流换热，氢气的导热系数和比热是所有气体中最大的，对流换热效果最强，氢气和空气比较，氢气的对流换热强于空气的对流换热，用氢气冷却带走的热量多，冷却效果好。05电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库流体与固体壁面的相对位置影响对流换热的因素对流换热过程中，流体沿着壁面流动，壁面的几何形状、大小、粗糙度及流体与固体壁面间的相对位置对流体的流动也有很大的影响，从而也影响对流换热系数的大小。影响对流换热的因素流体在管内流动和流体横向绕过圆管时的流动，由于流体接触壁面的几何形状不同，流动的状态及边界层