第四章 对流换热

　　§5-1 对流换热概说

　　§5-2 对流换热的数学描写

　　§5-3 对流换热边界层微分方程组

　　§5-4 相似理论基础

　　§5-5 管内受迫流动

　　§5-6 横向外掠圆管的对流换热

　　§5-7 自然对流换热及实验关联式

　　要求；通过本章的.学习，读者应从定性上熟练掌握对流换热的机理及其影响因素，边界层概念及其应用，以及在相似理论指导下的实验研究方法，进一步提出针对具体换热过程的强化传热措施。本章主要从定量上计算无相变流体的对流换热，读者应能正确选择实验关联式计算几种典型的无相变换热（管槽内强制对流，外掠平板、单管及管束强制对流，大空间自然对流）的表面传热系数及换热量。

　　本章重点：

　　一.对流换热及其影响因素

　　对流换热是流体掠过与之有温差的壁面时发生的热量传递。导热和对流同时起作用。表面传热系数h是过程量。

　　研究对流换热的目的从定性上讲是揭示对流换热机理并针对具体问题提出强化换热措施，从定量上讲是能计算不同形式的对流换热问题的h及Q。

　　对流换热的影响因素总的来说包括流体的流动起因、流动状态、换热面几何因素、相变及流体热物性等。亦说明h是一复杂的过程量，Newton冷却公式仅仅是其定义式。

　　二.牛顿冷却公式

　　三.分析法求解对流换热问题的实质

　　分析法求解对流换热问题的关键是获得正确的流体内温度分布，然后利用式5-3求出h，进而得到平均表面传热系数。

　　四.边界层概念及其应用

　　速度和温度边界层的特点及二者的区别。温度边界层内流体温度变化剧烈，是对流换热的主要热阻所在。

　　数量级对比是推导边界层微分方程组常用的方法。基于：

　　五.相似原理

　　对流换热的主要研究方法是在相似理论指导下的实验方法。学习相似理论，应充分理解并掌握三个要点：如何安排实验（应测的量）；实验数据和整理方法；所得实验关联式推广应用的条件。

　　准则数一般表现为相同量纲物理量或物理量组合的比值，在具体问题中表示的并不是其比值的真正大小，而是该比值的变化趋势。

　　传热与流动中常见的准则数Re、Pr、Nu、Gr、Bi、Fo，其定义和物理意义是应该熟练掌握的。

　　六.无相变对流换热的定量计算

　　注意：

　　判断问题的性质

　　选择正确的实验关联式

　　三大特征量的选取：、、

　　牛顿冷却公式对不同的换热，温差和换热面积有区别

　　实际问题中常常需要使用迭代方法求解，计算结束时应校核前提条件是否满足。（或则，需先假定流态，最后再校核）

　　对流换热常常与辐射换热同时起作用，尤其在有气体参与的场合。

　　本章难点：

　　对流换热机理和过程的理解

　　相似原理和相似准则数意义的理解

　　定量计算

　　思考题；

　　1.管内强制对流换热，为何采用短管或弯管可以强化流体换热？

　　2.其它条件相同时，同一根管子横向冲刷与纵向冲刷比，哪个的h大，为什么？

　　3.在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验，到太空中是否仍有效？为什么？

　　4.由 式中没有出现流速，h与流体速度场无关，这样说对吗？

　　5.一般情况下粘度大的流体其Pr也大。由 可知，Pr越大，Nu也越大，从而h也越大，即粘度大的流体其h也越高，这与经验结论相悖，为什么？

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