流体通过间壁的热交换

1、热流体冷流体thtcth,wtc,w 流体通过间壁的热交换流体与固体壁面之间传热：流体与固体壁面之间传热;流体中质点发生相对位移而引起热交换。4.3 对流传热对流传热说明：说明：流体的运动对传热发生重要影响。 （1）机理）机理 流体质点碰撞、混合，传递热量， 包括对流传热和热传导 对流传热与流体流动状况密切相关对流传热与流体流动状况密切相关 湍动程度越高，对流的传热速率越大。工程上，对流传热指流体和固体壁面间的传热过程工程上，对流传热指流体和固体壁面间的传热过程（2）分类）分类 自然对流：自然对流：温差引起密度差，造成流体流动。 强制对流强制对流：流体靠外加动力流动，造成对流。4.3.1 热边

2、界层的概念热边界层的概念 （1）热边界层）热边界层 近壁处，流体温度显著变化的区域。 tttt-t(t-tW)/ (t-t)=0.99t-ttW 流体被平壁冷却温度边界层u0tytttt(tW-t)/ (tW-t)=0.99tW t 流体被平壁加热温度边界层0tytu热边界层的形成过程（2）热边界层的厚度）热边界层的厚度)(99. 0ttttww（3）热边界层的特点）热边界层的特点 层内（近壁处）：层内（近壁处）：集中全部的温差和热阻 0dydt层外（流体主体）：层外（流体主体）：等温区，无温差和热阻 0dydt（4）热边界层发展过程）热边界层发展过程dt21max,圆管内（5）热边界层与流动

3、边界层关系）热边界层与流动边界层关系 ttt(tW-t)/ (tW-t)=0.99tW t 流体被平壁加热温度边界层0tytudu/dydu/dyuuuu/u=0.99uuuuu/u=0.99层流内层湍流边界层层流边界层平板上的流动边界层区别区别：本质不同，厚度不一定相等。联系联系：研究问题方法相似，两者密切相关。流动边界层对热边界层的影响流动边界层对热边界层的影响：湍流区：湍流区：质点相互混合交换热量， 温差小。缓冲层：缓冲层：质点混合、分子运动共同作用，温度变化平缓。层流内层：层流内层：导热为主，热阻大、温差大。 说明：说明：流动边界层对传热边界层影响显著， 改善流动状况，特别是减薄层流内

4、层厚度， 可使传热速率大大提高。4.3.2 对流传热速率方程和表面传热系数对流传热速率方程和表面传热系数（1）牛顿冷却定律）牛顿冷却定律thAhAt1thq或：KmWh2/：表面传热系数，：流体与壁温之差t热流体冷流体thtcth,wtc,w 流体通过间壁的热交换th1th2tc1tc2说明说明： 实验定律； 对壁两侧流体(冷、热)均适用。牛顿冷却定律热流体：热流体： 冷流体冷流体： )(,whhhhttAh)(,cwcccttAhAhttccwc1, h h是计算关键，一般由实验测定。是计算关键，一般由实验测定。Ahtthwhh1,（2）对流传热过程的简化模型）对流传热过程的简化模型 真实模型真实模型 流体主体过渡层 层流内层 对流 对流,导热 导热 研究方法研究方法：计算各层的热流量。ThmTcmL1ThwL212TCW简化模型简化模型 有效膜（虚拟膜）：有效膜（虚拟膜）：集中