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自然对流换热热工基础电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库自然对流换热当流体与温度不同的壁面直接接触时，壁面附近的流体温度会产生变化，并进而引起密度变化。流体在密度变化形成的浮升力的驱动下，沿壁面流动，这种流动称为自然对流。流体由于自然对流而产生的换热称为自然对流换热。流体自然对流换热边界层的特点01自然对流换热分析02目

录Content01电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库流体自然对流换热边界层的特点自然对流换热与流体所处的空间大小直接有关。如果空间很大，壁面上边界层的形成和发展不因空间的限制而受到干扰，这样的空间称为大空间。大空间自然对流换热是一种较为普遍的热量传递现象。如锅炉炉墙、蒸汽管道、加热器表面、输电导线、变压器等的散热都属于大空间自然对流换热。自然对流换热如果流体的自然对流被约束在封闭的夹层中发生相互干扰，这样的空间称为有限空间。如双层玻璃的空气层、平板式太阳能集热器的空气夹层等的散热，均属于有限空间的自然对流换热。自然对流换热自然对流换热

大空间自然对流流动分析自然对流换热紧靠壁面的一个薄层内流体因受热而密度减小，受浮升力的作用沿壁面自下而上运动，这一薄层就是热边界层。在热边界层内，流体的流动状态影响着其对流换热情况。在壁面的下端，浮升力的作用较弱，由于粘性力的作用，边界层内的流动是层流状态。随着高度的增加，层流边界层厚度逐渐增加，对流换热热阻增加，对流换热系数αx逐渐减小。达到一定高度后，浮升力的影响超过粘性力，层流边界层逐渐向紊流边界层过渡，边界层内流体的掺混作用使αx增加。紊流边界层稳定后，αx基本上不再变化。02电/厂/热/能/动/力/装/置/专/业/教/学/资/源/库自然对流换热分析自然对流换热

大空间自然对流换热方程式：Nu=C(Gr·Pr)n式中，定性温度为流体与壁面的平均温度。常数C和n由实验确定，数值列于热工手册中，下页表格给出了几种典型情况的C和n。自然对流换热液态居中，因此当气体离液态区越远，分子间距越大分子间作用力越小，就可以看做理想气体。自然对流换热1、室内暖气片安装的高低位置对换热有什么影响？室内空调安装的高低位置对换热有什么影响？课堂思考空气温度低比温度高时密度大，室内暖气片应安装于低处，这样周围被加热的热空气能向上运动，冷空气向下运动，加快室内空气的对流，使加热效果更好。如果暖气片安装于高处，热空气不能及时流走，室内空气的对流弱，加热效果差。空气温度低比温度高时密度大，室内空调应安装于高处，这样吹出的凉风能

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