福州大学化工原理电子教案传热 63对流给热 工业生产中大量遇到的是流体流过固体表面时与该表面所发生的热量交换。这一过程称为对流给热。 631对流给热过程分析 (1)流动对传热的贡献 流体的宏观流动使传热速率加快,现以流体与壁面的给热为例加以说明。设有一冷平壁其温度保持s 热流体流过平壁时被冷却。取某一流动截面MN,考察该截面上的温度分布和通过壁面的热流密度 当流体静止时,流体只能以传导的方式将热量传给壁面,流体温度T在垂直于壁面方向呈直线分布, 流体至壁面的热流密度为流体导热系数和壁面处温度梯度之积,即 △T =0静止(最小) 魏动专向 一5我 当流体层流流过平壁时 q (较大) 当流体以湍流状态流过平壁时,由于湍流脉动促使流体在y方向上 的混合,主体部分的温度趋向均一,只有在层流内层中才有明显的温度 梯度,显然在壁面附近的温度梯度更大,热流密度也更大 图国流你流过手堕的四度分布 (最大) y=0,流 对流给热系数是流体流动载热与热传导的联合作用的结果,流体对壁面的热流密度因流动阻力而增 大 湍流流动主要热阻集中在层流内层(湍流主体温差小),因此强化传热主要是破坏层流内层的厚度 粗糙管的传热效果比光滑管好)。 (2)对流给热过程的分类 根据流体是否有相变化 无相变的给热过程/强制对流{微流 自然对流 有相变的给热过程 液体沸腾 (3)强制对流与自然对流 根据引起流动的原因,可将对流给热分为强制对流和自然对流两 ①强制对流 流体在外力(如泵、风机或其他势能差)作用下引起的宏观流动, 湍流时对流给热的阻力主要集中在边壁附近,因此温差也主要集中在 边壁附近,而流体主体温度比较均匀。 ②自然对流 如图,一高度为L的垂直平板与液体间给热过程,平板一侧设有 电热器,热量由平板另一侧传给液体。在加热过程中,近壁的流体因 温度升高,密度下降,而向上流动,而下方未被加热的液体补充上进图6-11自然对流 而形成环流。环流的速度福州大学化工原理电子教案 传热 - 1 - 6.3 对流给热 工业生产中大量遇到的是流体流过固体表面时与该表面所发生的热量交换。这一过程称为对流给热。 6.3.1 对流给热过程分析 （1）流动对传热的贡献 流体的宏观流动使传热速率加快，现以流体与壁面的给热为例加以说明。设有一冷平壁其温度保持 w t ， 热流体流过平壁时被冷却。取某一流动截面 MN，考察该截面上的温度分布和通过壁面的热流密度。 当流体静止时，流体只能以传导的方式将热量传给壁面，流体温度 T 在垂直于壁面方向呈直线分布， 流体至壁面的热流密度为流体导热系数和壁面处温度梯度之积，即    T y T q y  =           = − = 静止 静止 0, （最小） 当流体层流流过平壁时 层流 层流 =0,           = − y y T q  （较大） 当流体以湍流状态流过平壁时，由于湍流脉动促使流体在 y 方向上 的混合，主体部分的温度趋向均一，只有在层流内层中才有明显的温度 梯度，显然在壁面附近的温度梯度更大，热流密度也更大， 湍流 湍流 =0,           = − y y T q  （最大） 对流给热系数是流体流动载热与热传导的联合作用的结果，流体对壁面的热流密度因流动阻力而增 大。 湍流流动主要热阻集中在层流内层（湍流主体温差小），因此强化传热主要是破坏层流内层的厚度（如 粗糙管的传热效果比光滑管好）。 （2）对流给热过程的分类 根据                  液体沸腾 有相变的给热过程 蒸汽冷凝 自然对流 层流 强制对流 湍流 无相变的给热过程 流体是否有相变化 （3）强制对流与自然对流 根据引起流动的原因，可将对流给热分为强制对流和自然对流两 类。 ① 强制对流 流体在外力（如泵、风机或其他势能差）作用下引起的宏观流动， 湍流时对流给热的阻力主要集中在边壁附近，因此温差也主要集中在 边壁附近，而流体主体温度比较均匀。 ② 自然对流 如图，一高度为 L 的垂直平板与液体间给热过程，平板一侧设有 电热器，热量由平板另一侧传给液体。在加热过程中，近壁的流体因 温度升高，密度下降，而向上流动，而下方未被加热的液体补充上进 而形成环流。环流的速度