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1、流体与固体壁面之间传热:流体与固体壁面之间传热;流体中质点发生相对位移而引起热交换。,4.3 对流传热,说明:流体的运动对传热发生重要影响。,(1)机理 流体质点碰撞、混合,传递热量,包括对流传热和热传导 对流传热与流体流动状况密切相关 湍动程度越高,对流的传热速率越大。,工程上,对流传热指流体和固体壁面间的传热过程,(2)分类 自然对流:温差引起密度差,造成流体流动。强制对流:流体靠外加动力流动,造成对流。,4.3.1 热边界层的概念(1)热边界层 近壁处,流体温度显著变化的区域。,热边界层的形成过程,(2)热边界层的厚度,(3)热边界层的特点 层内(近壁处):集中全部的温差和热阻,层外(流
2、体主体):等温区,无温差和热阻,(4)热边界层发展过程,圆管内,(5)热边界层与流动边界层关系,区别:本质不同,厚度不一定相等。联系:研究问题方法相似,两者密切相关。流动边界层对热边界层的影响:湍流区:质点相互混合交换热量,温差小。缓冲层:质点混合、分子运动共同作用,温度变化平缓。层流内层:导热为主,热阻大、温差大。,说明:流动边界层对传热边界层影响显著,改善流动状况,特别是减薄层流内层厚度,可使传热速率大大提高。,4.3.2 对流传热速率方程和表面传热系数(1)牛顿冷却定律,说明:实验定律;对壁两侧流体(冷、热)均适用。,牛顿冷却定律,热流体:冷流体:,h是计算关键,一般由实验测定。,(2)对流传热过程的简化模型 真实模型 流体主体过渡层 层流内层 对流 对流,导热 导热 研究方法:计算各层的热流量。,简化模型 有效膜(虚拟膜):集中全部温差,以热传导方式传热。,优点:对流传热问题 导热问题,