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对流换热

固体和流动流体之间的热传递称为对流。这是一个关于对流换热的简短教程。

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在不同温度的表面和流动流体之间传递的热能被称为对流

实际上,这是分子扩散和整体运动的结合。近地表流体流速较低,以扩散为主。在离地表较远的地方,体积运动增加了影响并占主导地位。

对流换热可以

  • 强迫协助对流
  • 自然免费的对流

强制对流或辅助对流

当流体流动受到外力(如泵、风扇或混合器)的诱导时,就会发生强制对流。

自然对流或自由对流

自然对流是由浮力引起的,浮力是由流体中温度变化引起的密度差异引起的。在加热时,边界层的密度变化将导致流体上升,并被同样会加热和上升的较冷的流体所取代。这种持续的现象被称为自由对流或自然对流。

沸腾或凝结过程也称为对流换热过程。

  • 通过对流的单位表面传热是由牛顿首先描述的,其关系被称为牛顿冷却定律

对流方程可表示为:

Q = hc一个dT(1)

在哪里

=单位时间内传热(W, Btu/hr)

一个=表面传热面积(m2英国《金融时报》,2

hc=工艺对流换热系数(W/(m2 oC,英热单位/(英国《金融时报》2hoF)

dT=表面与体积流体之间的温差(oC、F)

热传递系数-单位

  • 1 W / (m2K) = 0.85984 kcal/(h m2oC) = 0.1761 Btu/(ft2hoF)
  • 1 Btu /(英国《金融时报》2hoF) = 5.678 W/(m2K) = 4.882千卡/(h m2oC)
  • 1千卡/(h m2oC) = 1.163 W/(m2K) = 0.205 Btu/(ft2hoF)
  • 总传热系数

对流换热系数

对流换热系数-hc-取决于介质类型,如果其为气体或液体,以及流动性质如速度、粘度等与流动和温度有关的性质。

一些常见流体流动应用的典型对流换热系数:

  • 自由对流-空气,气体和干蒸汽:0.5 - 1000 (W/(m2K))
  • 自由对流-水和液体:50 - 3000(W / (m2K))
  • 强制对流-空气,气体和干蒸汽:10 - 1000 (W/(m2K))
  • 强制对流-水和液体:50 - 10000 (W/(m2K))
  • 强制对流-液态金属:5000 - 40000 (W/(m2K))
  • 沸水:3.000 - 100.000 (W/(m2K))
  • 冷凝水蒸汽:5.000 - 100.000 (W/(m2K))

空气对流换热系数

的对流换热系数空气流量可以近似为

hc= 10.45 - v + 10 v1/2(2)

在哪里

hc=换热系数(kCal/m2h°C)

V =物体表面与空气的相对速度(m/s)

1千卡/米2h°C = 1.16 W/m2°C

-(2)可以修改为

h连续波= 12.12 - 1.16 v + 11.6 v1/2(2 b)

在哪里

h连续波换热系数(W/m2°C

注意!-这是一个经验方程,可用于速度220米/秒

例子-对流换热

流体在平面上流动1m乘1m。表面温度为50oC,流体温度为20.oC对流换热系数为2000 W / m2 oC.热表面与冷空气之间的对流换热可以计算为

= (2000 W/(m2 oC)(1米)(1米)(50米o20 .答案CoC))

60000(W)

60(千瓦)

对流换热计算器

A -表面积(m2

t表面-表面温度(oC)

t空气-气温(oC)

hc-对流换热系数(W/(m2K))


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传热=W

对流换热图

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