1樓:匿名使用者
一: 傳熱是存在溫差時的熱量傳遞。
根據傳熱機理不同分為3種基本方式:
a 熱傳導,簡稱專導熱。由於溫
屬差通過物質分子間物理相互作用造成能量的轉移。
b 對流傳熱,不同溫度的流體質點在運動中發生的熱量傳遞。包括自然對流和強制對流。
c 熱輻射。靠電磁波傳遞能量。
二: 給熱指流體流過與流體平均溫度不同的固體壁面時二者間發生熱交換的過程。給熱問題雖涉及一固體壁面,但從流體方面考慮,仍為流體對流傳熱問題。
三,由傅立葉定律 : q = —入* grad t ,熱通量與溫度梯度成正比。 導熱係數(熱導率)入為比例係數,單位為w/(m*oc)。
四,由牛頓冷卻定律: dq = a * da(t-tw),給熱係數 a單位為w/(m2 *oc),不同於導熱係數。
所以,給熱係數和導熱係數是不同概念,在廣泛意義上,都可以稱為傳熱係數。
(這句話是我說的,嘿嘿)
如何計算對流傳熱係數
2樓:demon陌
q = h*(tw-t∞)
q = h*a*(tw-t∞)=q*a
式中:q為單位面積的固體表面與流體之間在單位時間內交換的熱量,稱作熱流密度,單位w/m^2;
tw、t∞分別為固體表面和流體的溫度,單位k;
a為壁面面積,單位m^2;
q為面積a上的傳熱熱量,單位w;
h稱為表面對流傳熱係數,單位w/(m^2.k)。
對流換熱係數的大致量級(單位:w/(m2*k)):
空氣自然對流 5 ~ 25
氣體強制對流 20 ~ 100
水的自然對流 200 ~1000
水的強制對流 1000 ~ 15000
油類的強制對流 50 ~ 1500
水蒸氣的冷凝 5000 ~ 15000
有機蒸汽的冷凝 500 ~ 2000
水的沸騰 2500 ~ 25000
由流體內部各部分質點發生巨集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/(m2*k),含義是對流換熱速率,反應了對流傳熱的快慢,對流傳熱係數越大,表示對流傳熱越快。對流傳熱係數分為區域性總傳熱係數和總傳熱係數,總傳熱係數總是接近於α小的流體的對流傳熱係數。
擴充套件資料:
表面傳熱係數符號為h,(α);q =h(ts-tr)。式中:ts是表面溫度;tr是表徵外部環境特性的參考溫度。
熱學的量。si單位:w/(m2·k) (瓦〔特〕每平方米開〔爾文〕)。
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,°C。如果把溫差(亦稱溫壓)記為δt,並約定永遠為正值,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/m2),φ為熱流,單位是瓦(w)。
獲得表面傳熱係數h的表示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係數的主要途徑。
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,以建立起表面傳熱係數與阻力系數間的相互關係的方法。
4、數值法,在求解導熱係數的基礎上,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,從而獲得表面傳熱係數的方法。
3樓:種花家的小米兔
牛頓指出,流體與固體壁面之間對流傳熱的熱流與它們的溫度差成正比,即:
q = h*(tw-t∞)
q = h*a*(tw-t∞)=q*a
式中:q為單位面積的固體表面與流體之間在單位時間內交換的熱量,稱作熱流密度,單位w/m^2;tw、t∞分別為固體表面和流體的溫度,單位k;a為壁面面積,單位m^2;q為單位時間內面積a上的傳熱熱量,單位w;h稱為表面對流傳熱係數,單位w/(m^2.k)。
牛頓冷卻公式中的比例係數,一般記做h,以前又常稱對流換熱係數,單位是w/(m2*k),含義是對流換熱速率,在數值上等於單位溫度差下單位傳熱面積的對流傳熱速率。
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,°C。如果把溫差(亦稱溫壓)記為δt,並約定永遠為正值,則牛頓冷卻公式可表示為:q=hδtφ=haδt
其中q為熱流密度,單位是瓦/平米(w/m2),φ為熱流,單位是瓦(w)。
4樓:o型血男孩
依靠流體微團的巨集觀運動而進行的熱量傳遞。這是熱量傳遞的三種基本方式之一。化工生產中處理的物料大部分是流體,流體的加熱和冷卻都包含對流傳熱。
在化工生產中,對流傳熱在習慣上專指流體與溫度不同於該流體的固體壁面直接接觸時相互之間的熱量傳遞。這實際上是對流傳熱和熱傳導兩種基本傳熱方式共同作用的傳熱過程。例如間壁式換熱器中的流體與間壁側面之間的熱量傳遞,反應器中固體物料或催化劑與流體之間的熱量傳遞,都是這樣的傳熱過程。
型別 按流體在傳熱過程中有無相態變化,對流傳熱分兩類:1無相變對流傳熱。流體在換熱過程中不發生蒸發、凝結等相的變化,如水的加熱或冷卻。
根據引起流體質點相對運動的原因,對流傳熱又分自然對流和強制對流。自然對流是由於流體內各部分密度不同而引起的流動(如散熱器旁熱空氣的向上流動);強制對流是流體在外力(如壓力)作用下產生的流動。強制對流時流體流速高,能加快熱量傳遞,因而工程上廣泛應用。
2有相變對流傳熱。流體在與壁面換熱過程中,本身發生了相態的變化。這一類對流傳熱包括冷凝傳熱和沸騰傳熱。
對流傳熱機理 流體的運動對傳熱過程有強烈影響。當邊界層中的流動完全處於層流狀態時,垂直於流動方向上的熱量傳遞雖然只能通過流體內部的導熱,但流體的流動造成了沿流動方向的溫度變化,使壁面處的溫度梯度增加,因而促進了傳熱。當邊界層中的流動是湍流時,壁面附近的流動結構包括湍流區、過渡區和層流底層。
湍流區垂直於流動方向上的熱量傳遞除了熱傳導外,主要依靠不同溫度的微團之間劇烈混合,即依靠對流傳熱。此傳遞機理與湍流區中的動量傳遞機理十分類似。垂直於流動方向上的熱量通量為:
式中εh稱渦流熱擴散係數(與流體的流動狀況有關);λ為熱導率;cp、ρ分別為流體的等壓比熱容和密度;dt/dy為垂直於流動方向的溫度變化率。由於εh一般比λ大得多,故湍流區的對流傳熱熱阻很小,所以此區的溫度下降也很小。在層流底層中熱量傳遞只能靠熱傳導。
由於流體的熱導率一般很小,所以即使該層很薄,仍是傳熱過程的主要熱阻,相應的溫度下降很大。過渡區的情況介於兩者之間,對流傳熱和熱傳導的作用都不能忽略(見圖)。
牛頓冷卻定律 關於流體與壁面之間的傳熱雖然可從求解能量方程得到溫度分佈,然後計算熱量通量和熱流量;但在工程上常用簡化處理辦法,即將熱流量φ與有關物理量的關係經驗地表示為牛頓冷卻定律:
φ=αaδt
式中a為傳熱面積;δt為流體主體溫度(橫截面上的流體平均溫度)與壁面溫度之差;α為傳熱分系數,表示對流傳熱強度的一個引數,其倒數可表徵對流傳熱的熱阻。通過實驗來測定φ和δt,而a為已知,即可由上式算出α,通常將實驗結果整理成關聯式,以供設計使用。
對流傳熱的強化 由牛頓冷卻定律可知,任何可提高傳熱分系數以及增大傳熱面積和溫度差的措施,都能提高熱流量。在工業生產中,物料溫度由工藝決定,加熱和冷卻介質的溫度又受技術和經濟上的限制,因之傳熱溫度差的增加通常是受限制的。在增大傳熱面積方面,可採用波紋板、翅片管、螺紋管、小直徑管等,藉以提高單位體積內的傳熱面積。
而提高對流傳熱分系數,是強化對流傳熱最基本的方法。無相變對流傳熱時,熱阻集中在層流底層,增強流體湍動或直接在層流底層中產生干擾,以減薄層流底層的厚度,是提高傳熱分系數的有效方法。提高對流傳熱分系數的措施包括增加壁面粗糙度,管內設定新增物(如插入螺旋圈片),氣流中加入固體細粒,利用噴嘴產生射流等。
有相變對流傳熱的機理與無相變的不同,需採取不同措施進行強化(見沸騰傳熱、冷凝傳熱)。
5樓:風兒lamp沙兒
對流傳熱係數也稱對流換熱係數。對流換熱係數的基本計算公式由牛頓於2023年提出,又稱牛頓冷卻定律。牛頓指出,流體與固體壁面之間對流傳熱的熱流與它們的溫度差成正比,即:
q = h*(tw-t∞)
q = h*a*(tw-t∞)=q*a
式中:q為單位面積的固體表面與流體之間在單位時間內交換的熱量,稱作熱流密度,單位w/m^2;
tw、t∞分別為固體表面和流體的溫度,單位k;
a為壁面面積,單位m^2;
q為面積a上的傳熱熱量,單位w;
h稱為表面對流傳熱係數,單位w/(m^2.k)。
對流換熱係數的大致量級(單位:w/(m2*k)):
空氣自然對流 5 ~ 25
氣體強制對流 20 ~ 100
水的自然對流 200 ~1000
水的強制對流 1000 ~ 15000
油類的強制對流 50 ~ 1500
水蒸氣的冷凝 5000 ~ 15000
有機蒸汽的冷凝 500 ~ 2000
水的沸騰 2500 ~ 25000
對流換熱係數與傳熱係數有何區別與聯絡?
6樓:傑哥的
1、意義不同:對流換熱係數物理意義是指單位面積上,流體與壁面之間在單位溫差下及單位時間內所能傳遞的熱量,它的大小表達了對流換熱過程的強弱程度。傳熱係數是表徵傳熱過程強烈程度的標尺,數值上等於冷熱流體溫。
2、物件不同:導熱係數一般是針對於熱傳導而言,傳熱係數一般是針對於對流傳熱而言。
對流換熱係數與傳熱係數的聯絡:傳熱係數會影響對流換熱係數的大小。
擴充套件資料
傳熱係數是一個過程量,其大小取決於壁面兩側流體的物性、流速,固體表面的形狀、材料的導熱 係數等因素。
在建築物熱損失計算中,是表徵外圍護結構總傳熱效能的引數,其值取決於圍護結構所採用的材料、構造及其兩側的環境因素。
傳熱係數愈大的圍護結構保溫效果愈差,如一般單層3mm厚玻璃的金屬窗傳熱係數為 6.4w/(mk),370mm厚兩面抹灰的 磚牆傳熱係數為1.59w/(mk)。
參考資料
從間壁傳熱的總傳熱係數與對流傳熱係數的關係如何提高總傳熱系
從熱來阻分析角度出發，為源有效強化傳熱，必須有效減小傳熱過程的總熱阻，而間壁傳熱過程的總熱阻由兩側對流換熱熱阻和壁體導熱熱阻組成，可見，在忽略壁面導熱熱阻的情況下，如果兩側對流換熱係數 h 1 h 2 相差較大，對流換熱係數較小的一側熱阻將在傳熱過程的總熱阻中佔有較大的比例，因而大幅度減小對流換熱係...
試說明導熱係數 對流傳熱係數和總傳熱係數的物理意義 單位和彼
1.導熱係數的表徵熱傳導能力，是物質的熱性質，在數值上等於單位溫度梯度下的熱傳導通量，單位為 導熱係數越大熱傳導越快。對流傳熱係數在數值上等於單位溫度差下 單位傳熱面積的對流傳熱速率，反映了對流傳熱的快慢，對流傳熱係數愈大表示對流傳熱愈快。單位為。它不是流體的物理性質，而是受多個因素的影響，反映對流...
為什麼總傳熱係數近似等於空氣側的對流給熱係數
實驗裝置的k是反應該裝置總體傳熱指標效能的引數，即傳熱係數或總傳熱係數。它是由多個引數組成的，如一側的對流換熱 導熱 另一側的對流換熱等。根據熱阻串聯定律那麼 傳熱係數的倒數1 k 1 ac1 thickness conductivity 1 ac2,其中ac為對流換熱係數或表面傳熱係數，可見k比它...