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对流传热系数的定义及影响对流传热的因素
对流传热系数的定义及影响对流传热的因素
对流传热系数也称对流换热系数。对流换热系数的基本计算公式由牛顿于1701年提出,又称牛顿冷却定律。牛顿指
出,流体与固体壁面之间对流传热的热流与它们的温度差成正比,即:
q = h*(tw-t∞)
Q =h*A*(tw-t∞)
式中:
q为1m2固体表面与流体间在单位时间所交换的热量,即热流密度,
q的单位为W/m2;
tw、t∞分别为固体表面和流体的温度,单位K;
A为壁面面积,单位m2;
Q为面积A上的传热热量,单位W;
h称为表面对流传热系数,单位W/m2.K。
对流换热系数h的物理意义是:当流体与固体表面之间的温度差为1K时,1m2壁面面积在每秒所能传递的热量。h的
大小反映对流换热的强弱。
如上所述,h 与影响换热过程的诸因素有关,并且可以在很大的范围内变化,所以牛顿公式只能看作是传热系数的
一个定义式。它既没有揭示影响对流换热的诸因素与 h 之间的内在联系,也没有给工程计算带来任何实质性的简化
,只不过把问题的复杂性转移到传热系数的确定上去了。因此,在工程传热计算中,主要的任务是计算 h。计算传
热系数的方法主要有实验求解法、数学分析解法和数值分析解法。
影响对流传热强弱的主要因素有:
1. 对流运动成因和流动状态;
2. 流体的物理性质(随种类、温度和压力而变化);
3. 传热表面的形状、尺寸和相对位置;
4. 流体有无相变(如气态与液态之间的转化)。
在不同的情况下,传热强度会发生成倍直至成千倍的变化,所以对流换热是一个受许多因素影响且其强度变化幅度
又很大的复杂过程。
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