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[!--downpath--]第十六章第十六章各类对流传热过程的特点及其估算公式各类对流传热过程的特点及其估算公式本章要点：本章要点：11。注重把握受迫、自然对流传热的基本原理和基本估算。注重把握受迫、自然对流传热的基本原理和基本估算22。注重把握。注重把握凝结、沸腾凝结、沸腾传热的基本概念及影响诱因传热的基本概念及影响诱因本章难点：本章难点：受迫、自然对流传热的剖析估算受迫、自然对流传热的剖析估算凝结、沸腾凝结、沸腾传热的剖析解传热的剖析解本章主要内容：本章主要内容：第一节第一节受迫对流传热受迫对流传热第二节第二节自然对流传热自然对流传热第三节第三节蒸气凝结传热蒸气凝结传热第四节第四节液体沸腾传热液体沸腾传热一、流体沿平壁流动时的对流传热PrRe664定性气温定性体温定形规格为沿流动方向平壁的厚度定形规格为沿流动方向平壁的厚度LL11。当。当Rem51055((层流）、层流）、Prm=0.5Prm=0.5--5050时，空气、水和油等22。当。当Rem=5Rem=5101055--101077((喷管）、紊流）、Prm=0.5Prm=0.5——5050时，空气、水和油等Num=(0.=(0.0.80.8--850)Pr850)Pr1/31/3定性气温定性体温定形规格为沿流动方向平壁的厚度定形规格为沿流动方向平壁的厚度LL管内受迫对流传热实验关联式管内受迫对流流动和传热的特点（1）流动有层流和紊流之分10000二、流体在管路内传热入口段的热边界层较薄，局部传热系数比充分发展段的高，且沿着主流方向渐趋减少，渐渐紧靠充分发展段，局部传热系数渐渐趋于稳定。
工程技术中经常借助入口段传热疗效好这一特性来加强设（2）入口段的热边界层薄，局部传热系数高。层流入口段宽度:紊流时:0.05RePr层流紊流（3）特点速率及定性体温的确定特点速率：估算Re数时用到的流速，通常多取截面平均流速。定性气温：估算物性的定性气温多为截面上流体的平均气温（或进出口截面平均温实际工程传热设备中，层流时的传热经常处于入口段的范围。可采用下述齐德－泰特公式：0.14RePr1.86确定），管管径为特点宽度，管子处于均匀壁温。0.0044RePrPr0.48~16700,管内流场时的准则多项式实用上使用最广的是迪贝斯－贝尔特公式：加热流体时冷却流体时定性气温采用流体平均气温，特点宽度为管管径。0.80.023RePr管内过渡状态时的准则多项式在Ref=2300-10范围内，流动为过渡状态查看P198表16-1实验验证范围：此式适用与流体与壁面具有中等以下温差场合。Re101.210Pr0.7120,在有换热器条件下，截面上的体温并不均匀，造成速率分布发生畸变。来考虑不均匀物性场对换热器的影响。外部流动：传热壁面上的流动边界层与热边界层能自由发展冷热空气对流实验视频，不会遭到毗邻壁面存在的限制。
横掠单管：流体顺着垂直于管子轴线的方向流过管子表面。流动具有边界层特点，还会发生绕流脱体。RePr其实局部表面传质系数变化比较复杂，但从平均表面传热系数看，渐变规律性很显著。可采用以下分段幂次关联式：式中：定性气温为特点宽度为管直径；数的特点速率为来流速率Re2、流体横掠圆管束时的传热第二节自然对流传热流体受壁面加热或冷却而导致的自然对流传热与流体在壁面附近的由气温差别所产生的浮升力有关。不均匀的气温场导致了不均匀的密度场，由此形成的浮升力成为运动的动力。在热壁面上的空气被加热而下浮,而未被加热的较冷空气因密度较大而下沉。所以自然对流传热时,壁面附近的流体不像受迫对流传热那样朝同一方向流动。通常情况下，不均匀气温场仅发生在紧靠传热壁面的薄层之内。在贴壁处，流体气温等于壁面壁面水温t，在离开壁面的方向上逐渐增加至周围环境湿度。定义：定义：由流体自身体温场的不均匀所造成的流动称为自然对流。由流体自身体温场的不均匀所造成的流动称为自然对流。工程应用：工程应用：暖汽管线的散热暖汽管线的散热不用电扇强制冷却的家电器件的散热不用电扇强制冷却的家电器件的散热车祸条件下核反应堆的散热车祸条件下核反应堆的散热形成缘由：形成缘由：不均匀气温场导致了不均匀密度场，浮升力成为运不均匀气温场导致了不均匀密度场，浮升力成为运动的动力。
动的动力。在通常情况下，不均匀气温场仅发生在紧靠传热壁面的薄层之内。在贴壁处，流体气温等于壁面水温t，在离开壁面的方向上逐渐增加，直到周围环境温冷热空气对流实验视频，如图5—26a所示。薄层内的速率分布则有两头小中间大的特性。自然对流亦有层流和紊流之分。以一块热竖壁的自然对流为例，其自下而上的流动景色示出于右图a。在壁的上部，流动刚开始产生，它是有规则的层流；若壁面足够高，则下部流动会转变为湍不同的流动状态对换热器具有决定性影响：层流时，传热热容完全取决了薄层的长度。从传热壁面上端开始，随着高度的增加，层流薄层的长度也逐步降低。局部表面传质系数也随高度降低而降低。流体沿竖壁自然对流的流动性质和局部表面传质系数的变化从对流传热微分等式组出发，可以导入适用于自然对流换热的准则方程式。原则上自然对流传热准则方程式可写为：式中Gr为格拉晓夫数Gr格拉晓夫数是浮升力/粘滞力比值的一种测度。Gr数的减小表明浮升力作用的相对减小。自然对流亦有层流与紊流之分，判断层流与紊流的准则数为Gr数一、无限空间自然对流传热传热面附近流体的运动状况只取决于传热面的形状、尺寸和体温，而与空间围护壁面无关，因而称为无限空间自然对流按照自然对流传热原则性准则多项式，工程中广泛使用的是下述方式的关联式：定性气温：特点宽度：竖平板、竖圆锥为高度H，横圆锥为直径dNuPr)参数C、n的选定查看相关表格二、有限空间自然对流传热流体在夹层左侧壁温不等的空间内进行对流传热时为有限空间自然对流传热。
讨论如图所示的竖的和水平的两种封闭夹层的自然对流传热。夹层内流体的流动，主要取决于以夹层长度δ为特点宽度的Gr数—般关联式具有:对于竖空气夹层:（H/δ的实验验证范围为11～42）对于水平空气夹层，推荐以下关联式：值得强调，对于竖直夹层，当GrPr＜1700时，夹层中的热量传递过程为纯导热。不仅自然对流以外，夹层的热量传递还有幅射传热。通过夹层的传热量应是三者之和。第三节蒸气凝结传热凝结传热实例•炉窑中的风冷壁•严寒冬天阳台上的冰花•许多其他的工业应用过程凝结传热的关键点凝结可能以不同的方式发生，膜状凝结和珠状凝结会剖析竖壁和横管的传热过程，及膜状凝结理论、凝结传热现象蒸气与高于饱和气温的壁面接触时，将气化热容释放给固体壁面，并在壁面上产生凝结液的过程，称凝结传热现象。有两种凝结方式。、凝结传热的分类依据凝结液与壁面浸润能力不同分两种(1)膜状凝结定义：凝结液体能挺好地湿润壁面，并能在壁面上均匀描画成膜的凝结方式，称膜状凝结。特征：壁面上有一层液膜，凝结放出的相变热（热容）须穿过液膜能够传到冷却壁面上，此时液膜成为主要的传热(2)珠状凝结定义：凝结液体不能挺好地湿润壁面，凝结液体在壁面上产生一个个小液珠的凝结方式，称珠状凝结。
特征：凝结放出的热容不须穿过液膜的阻力即可传到冷却壁面上。所以，在其它条件相同时，珠状凝结的表面传热系数定小于膜状凝结的传质系数。1、纯净蒸气层流膜状凝结剖析解假设：1）常物性；2）蒸汽静止；3）液膜的惯性力忽视；4）气液界面上无温差，即液膜气温等于饱和气温；5）膜内气温线性分布，即热量转移只有导热；6）液膜的过冷度忽视；7）忽视蒸气密度；8）液膜表面平整无波动按照以上个假定从边界层微分多项式组推出努塞尔的简化多项式组，因而保持对流传热理论的统一性。同样的，凝结液膜的流动和传热符合边界层的薄层性质。以竖壁的膜状凝结为例：座标为重力方向，如图所示。在稳态情况下，凝结液膜流动的微分多项式组为dxdp表示气相考虑假设（3）液膜的惯性力忽视dxdpdxdp两个未知量，于是，里面得多项式组通分为：考虑假设（5）膜内气温线性分布，即热量转移只有导热边界条件：液膜长度定性气温：dx0.943修正：实验表明，因为液膜表面波动，凝结传热得到加强，因而，实验值比上述得理论值高20％左右修正后：（4）当是水平圆管及球表面上的层流膜状凝结时，其平均表面传质系数为：膜层中凝结液的流动状态20Re无波动层流有波动层流紊流凝结液体流动也分层流和紊流，但是其判定根据一直时Re，处液膜层的平均流速；de为该截面处液膜层的当量半径。