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表面換熱系數

補充:0  瀏覽:9454  發布時間:2016-7-29


  對流傳熱基本計算式——牛頓(Newton)冷卻公式(Newton‘s law of cooling)中的比例系數,以前又常稱對流換熱系數,是由流體內部各部分質點發生宏觀運動而引起的熱量傳遞過程,只能發生在有流體流動的場合單位是 W/(㎡*K),含義是對流換熱速率,反應了對流傳熱的快慢,對流傳熱系數越大,表示對流傳熱越快。對流傳熱系數分為局部總傳熱系數和總傳熱系數,總傳熱系數總是接近于α小的流體的對流傳熱系數。


  定義


  對流傳熱基本計算式——牛頓(Newton)冷卻公式(Newton‘s law of cooling)中的比例系數,一般記做h,以前又常稱對流換熱系數,單位是W/(㎡*K),含義是對流換熱速率,在數值上等于單位溫度差下單位傳熱面積的對流傳熱速率。


  公式中的應用


  牛頓冷卻公式:


  流體被加熱時 q=h(Tw-Tf)


  流體被冷卻時 q=h(Tf-Tw)


  其中,Tw及Tf分別為壁面溫度和流體溫度,℃。如果把溫差(亦稱溫壓)記為ΔT,并約定永遠為正值,則牛頓冷卻公式可表示為


  q=hΔT


  Φ=hAΔT


  其中q為熱流密度,單位是瓦/平米(W/㎡),Φ為熱流,單位是瓦(W)。


  其決定因素


  表面傳熱系數的大小與對流傳熱過程中的許多因素有關。它不僅取決于流體的物性以及換熱表面的形狀、大小與布置,而且還與流速有著密切的關系。


  求取方法


  獲得表面傳熱系數h的表達式的方法大致有四種:


  1、分析法,對描寫某一類對流傳熱問題的偏微分方程及相應的定解條件進行數學求解,從而獲得速度場和溫度場的分析解的方法。


  2、實驗法,在相似原理指導下進行實驗研究,是目前獲得表面傳熱系數的主要途徑。


  3、比擬法,通過研究動量傳遞及熱量傳遞的共性或類似特性,以建立起表面傳熱系數與阻力系數間的相互關系的方法。


  4、數值法,在求解導熱系數的基礎上,增加對流項的離散及動量方程中的壓力梯度項的數值處理,從而獲得表面傳熱系數的方法。

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