對流傳熱係數與溫度之間有怎樣的關係?已知溫度差如何求對流傳熱

2021-03-28 03:08:23 字數 4944 閱讀 7817

1樓:匿名使用者

如果已知對流換熱量,那溫差與對流傳熱係數之間是反比關係,用對流換熱量除溫差再除換熱面積就得到對流傳熱係數。如果對流換熱量不知道,求解對流傳熱係數應按照特徵數間的實驗關聯式去求解。實際上,對流傳熱係數從機理上來說與溫差沒有關係。

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/(㎡*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,℃。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/㎡),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/(㎡*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,℃。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/㎡),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

傳熱係數隨溫度變化,怎麼求t與x的關係

6樓:匿名使用者

保溫產品與內包是直接接觸的話:內包通過導熱將熱量傳給保溫產品(如果內包的內溫度高於保溫產品,

容否則後面的公式應是t保溫產品-t內包),q=λ(導熱係數)(t內包-t保溫產品);而保溫產品與周圍環境之間是對流換熱的關係,若保溫產品的溫度高於環境,則保溫產品通過對流將熱量傳到周圍的空氣,否則相反。對流換熱的熱量為:q'=h(保溫產品的對流換熱係數)a(保溫產品與周圍空氣的接觸表面積)(t保溫-t環境),外界環境和內包之間的熱量交換主要通過這兩種方式,當然這是基於不考慮保溫產品向環境輻射的前提下,一般輻射量很小,可以忽略不計

對流傳熱係數

7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)

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