流體流過平板時的對流換熱課件

第11章對流換熱11.1對流換熱的基本概念11.2流體流過平板時的對流換熱11.3管內(nèi)流動時的對流換熱11.4流體外繞物體時的對流換熱11.5自然對流換熱11.6自然對流和強制對流的混合對流換熱（見教參）第11章對流換熱11.1對流換熱的基本概念11.2111.1對流換熱的基本概念1．對流換熱系數(shù)WW/m2牛頓冷卻公式—流體溫度，℃；A—傳熱面積，m2；h—對流換熱系數(shù)—表面溫度，℃；11.1對流換熱的基本概念1．對流換熱系數(shù)WW/m2h—對流換熱系數(shù)

（1）單位：

（2）物理意義：

單位時間、通過單位面積、在單位溫差下的對流換熱量，表征流體對流換熱作用。（3）影響因素：影響對流換熱作用的因素如流體流動的起因、流動的性質、流體的物性、表面幾何特性等。11.1對流換熱的基本概念h—對流換熱系數(shù)（1）單位：（2）物理意義：單位時間、3精確解法近似積分法相似理論-模型實驗法類比法對流換熱系數(shù)11.1對流換熱的基本概念精確解法近似積分法相似理論-模型實驗法類比法對流換熱系42．熱邊界層及對流換熱機理熱邊界層的定義：流體流過表面并與之發(fā)生對流換熱時，靠近表面形成的具有溫度梯度的流體薄層。11.1對流換熱的基本概念2．熱邊界層及對流換熱機理熱邊界層的定義：流體流過表面并與之511.1對流換熱的基本概念紊流層

對流過渡層

對流、導熱層流底層

導熱11.1對流換熱的基本概念紊流層對流過渡層對流、導熱6對流換熱簡化模型流體與表面進行對流換熱時，只存在溫度均一、溫度梯度為零的紊流核心區(qū)和集中全部熱阻、溫度線性分布的層流底層區(qū)。紊流核心區(qū)與層流底層區(qū)假想溫度分布線的交點至表面的停滯流體層，稱為有效熱邊界層，其厚度以表示。11.1對流換熱的基本概念對流換熱簡化模型流體與表面進行對流換熱時，只存在溫度均一、溫73．對流換熱系數(shù)計算式邊界換熱微分方程對流換熱系數(shù)計算式11.1對流換熱的基本概念3．對流換熱系數(shù)計算式邊界換熱微分方程對流換熱系數(shù)計算式1811.2流體流過平板時的對流換熱1．層流邊界層對流換熱微分方程組N-S方程F-K方程連續(xù)性方程邊界換熱微分方程11.2流體流過平板時的對流換熱1．層流邊界層對流換熱微9普朗特數(shù)將溫度場與速度場聯(lián)系起來溫度場與速度場完全一致11.2流體流過平板時的對流換熱普朗特數(shù)將溫度場與速度場聯(lián)系起來溫度場與速度場完全一致1102．對流換熱系數(shù)的近似積分解法一二三四通過邊界層控制體的能量平衡，建立能量積分方程利用邊界層特性，假定溫度場分布求解能量積分方程求對流換熱系數(shù)11.2流體流過平板時的對流換熱2．對流換熱系數(shù)的近似積分解法一二三四通過邊界層控制體的能量11局部值

努塞爾數(shù)斯坦頓數(shù)11.2流體流過平板時的對流換熱局部值努塞爾數(shù)斯坦頓數(shù)11.2流體流過平板時的對12平均值11.2流體流過平板時的對流換熱平均值11.2流體流過平板時的對流換熱13適用條件

1）Pr>1氣體：Pr=0.6～1.0近似適用液體金屬：Pr=0.001～0.2不適用一般液體：Pr=1～50適用2）Re<5×105

3）定性溫度例11-1例11-2P18111.2流體流過平板時的對流換熱適用條件1）Pr>1氣體：Pr=0.6～1.0143．紊流邊界層下的對流換熱類比法：

適用條件：

ReL=5×105～107

層流邊界層段可忽略一般層流邊界層段不可忽略：例11-3P18111.2流體流過平板時的對流換熱3．紊流邊界層下的對流換熱類比法：適用條件：ReL=5×15一、本課的基本要求1．掌握對流換熱系數(shù)的單位、物理意義、影響因素。2．了解對流換熱系數(shù)的確定方法。3．掌握熱邊界層概念及對流換熱機理。4．會計算流體流過平板時的對流換熱量。小結二、本課的重點、難點重點：對流換熱系數(shù)的單位、