對(duì)流傳熱convective heat transfer
類(lèi)型 按流體在傳熱過(guò)程中有無(wú)相態(tài)變化，對(duì)流傳熱分兩類(lèi)：①無(wú)相變對(duì)流傳熱。流體在換熱過(guò)程中不發(fā)生蒸發(fā)、凝結(jié)等相的變化，如水的加熱或冷卻。根據(jù)引起流體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原因，對(duì)流傳熱又分自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。自然對(duì)流是由于流體內(nèi)各部分密度不同而引起的流動(dòng)（如散熱器旁熱空氣的向上流動(dòng)）；強(qiáng)制對(duì)流是流體在外力（如壓力）作用下產(chǎn)生的流動(dòng)。強(qiáng)制對(duì)流時(shí)流體流速高，能加快熱量傳遞，因而工程上廣泛應(yīng)用。②有相變對(duì)流傳熱。流體在與壁面換熱過(guò)程中，本身發(fā)生了相態(tài)的變化。這一類(lèi)對(duì)流傳熱包括冷凝傳熱和沸騰傳熱。
對(duì)流傳熱機(jī)理 流體的運(yùn)動(dòng)對(duì)傳熱過(guò)程有強(qiáng)烈影響。當(dāng)邊界層中的流動(dòng)完全處于層流狀態(tài)時(shí)，垂直于流動(dòng)方向上的熱量傳遞雖然只能通過(guò)流體內(nèi)部的導(dǎo)熱，但流體的流動(dòng)造成了沿流動(dòng)方向的溫度變化，使壁面處的溫度梯度增加，因而促進(jìn)了傳熱。當(dāng)邊界層中的流動(dòng)是湍流時(shí)，壁面附近的流動(dòng)結(jié)構(gòu)包括湍流區(qū)、過(guò)渡區(qū)和層流底層。湍流區(qū)垂直于流動(dòng)方向上的熱量傳遞除了熱傳導(dǎo)外，主要依靠不同溫度的微團(tuán)之間劇烈混合，即依靠對(duì)流傳熱。此傳遞機(jī)理與湍流區(qū)中的動(dòng)量傳遞機(jī)理十分類(lèi)似。垂直于流動(dòng)方向上的熱量通量為：
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(shù)，表示對(duì)流傳熱強(qiáng)度的一個(gè)參數(shù)，其倒數(shù)可表征對(duì)流傳熱的熱阻。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定φ和ΔT，而A為已知，即可由上式算出α，通常將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成關(guān)聯(lián)式，以供設(shè)計(jì)使用。對(duì)流傳熱的強(qiáng)化 由牛頓冷卻定律可知，任何可提高傳熱分系數(shù)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(yè)生產(chǎn)中，物料溫度由工藝決定，加熱和冷卻介質(zhì)的溫度又受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)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，可采用波紋板、翅片管、螺紋管、小直徑管等，借以提高單位體積內(nèi)的傳熱面積。而提高對(duì)流傳熱分系數(shù)，是強(qiáng)化對(duì)流傳熱最基本的方法。無(wú)相變對(duì)流傳熱時(shí)，熱阻集中在層流底層，增強(qiáng)流體湍動(dòng)或直接在層流底層中產(chǎn)生干擾，以減薄層流底層的厚度，是提高傳熱分系數(shù)的有效方法。提高對(duì)流傳熱分系數(shù)的措施包括增加壁面粗糙度，管內(nèi)設(shè)置添加物（如插入螺旋圈片），氣流中加入固體細(xì)粒，利用噴嘴產(chǎn)生射流等。有相變對(duì)流傳熱的機(jī)理與無(wú)相變的不同，需采取不同措施進(jìn)行強(qiáng)化（見(jiàn)沸騰傳熱、冷凝傳熱）。
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