1樓:匿名使用者
努塞爾(nusselt)數的定義為:nu=h*l/k,其中h為對流換熱係數,k為導熱係數,l為特徵長度,nu的物理意義為是表示對流換熱強烈程度的一個準數, 又表示流體層流底層的導熱阻力與對流傳熱阻力的比例。其他的準數還有:
普朗特(prandtl)準數,pr=u*cp/k, 其中u為氣體動力粘度,cp為氣體比熱,k為導熱係數,pr的物理意義是反映流體物理性質對對流換熱影響的準數。表示運動粘度與導熱係數的比值,表明流體動量和熱量傳遞能力的相對大小,還表明了溫度場與速度場之間的相似程度。葛拉曉夫(grashoof)準數,gr=r^2*b*g*l^3*t/u^2,其中r為氣體密度,b為氣體膨脹係數,l為特徵長度,t為溫度,u為氣體動力粘度,gr反映由於流體各部分溫度不同而引起的浮升力與粘性力的相對關係。
還有傅立葉準數fo=a*t/l^2,表明傳熱現象的不穩定程度。
對流換熱係數的物理意義是什麼?其值與哪些因素有關
2樓:
對流換熱係數的物理意義是什麼?其值與哪些因素有關?
答:物理意義:對流換熱係數對對流換熱量有很大的影響。
影響對流傳熱強弱的主要因素有:
1、 對流運動成因和流動狀態;
2、 流體的物理性質(隨種類、溫度和壓力而變化) ;
3、傳熱表面的形狀、尺寸和相對位置;
4、 流體有無相變(如氣態與液態之間的轉化) 。
3樓:青壹鬼
物理意義:當流體與固體表面之間的溫度差為1k時, 1m*1m壁面面積在每秒所能傳遞的熱量。對流換熱係數的大小反映對流換熱的強弱。
對流換熱係數的數值與換熱過程中流體的物理性質、換熱表面的形狀、部位以及流體的流速等都有密切關係。
對流換熱係數與傳熱係數有何區別與聯絡?
4樓:傑哥的
1、意義不同:對流換熱係數物理意義是指單位面積上,流體與壁面之間在單位溫差下及單位時間內所能傳遞的熱量,它的大小表達了對流換熱過程的強弱程度。傳熱係數是表徵傳熱過程強烈程度的標尺,數值上等於冷熱流體溫。
2、物件不同:導熱係數一般是針對於熱傳導而言,傳熱係數一般是針對於對流傳熱而言。
對流換熱係數與傳熱係數的聯絡:傳熱係數會影響對流換熱係數的大小。
擴充套件資料
傳熱係數是一個過程量,其大小取決於壁面兩側流體的物性、流速,固體表面的形狀、材料的導熱 係數等因素。
在建築物熱損失計算中,是表徵外圍護結構總傳熱效能的引數,其值取決於圍護結構所採用的材料、構造及其兩側的環境因素。
傳熱係數愈大的圍護結構保溫效果愈差,如一般單層3mm厚玻璃的金屬窗傳熱係數為 6.4w/(mk),370mm厚兩面抹灰的 磚牆傳熱係數為1.59w/(mk)。
參考資料
5樓:薔祀
1、對流換熱係數與傳熱係數意義不同:對流換熱係數又稱表面換熱係數,物理意義是指單位面積上,流體與壁面之間在單位溫差下及單位時間內所能傳遞的熱量,它的大小表達了對流換熱過程的強弱程度。傳熱係數是表徵傳熱過程強烈程度的標尺,數值上等於冷熱流體溫。
2、 對流換熱係數與傳熱係數的物件不同:導熱係數一般是針對於熱傳導而言;傳熱係數一般是針對於對流傳熱而言。
3、 對流換熱係數與傳熱係數的影響因素不同:導熱係數只取決於於物質本身的物理特性,但是與外部條件沒有關係。放熱係數是表明流體與固體表面對流換熱強弱的一個指標,除了與流體本身的物理特性有關外,還與外部條件流體的流速有很大關係。
對流換熱係數與傳熱係數的聯絡:傳熱係數會影響對流換熱係數的大小。
6樓:匿名使用者
對流換熱係數又稱表面換熱係數,物理意義是指單位面積上,流體與壁面之間在單位溫差下及單位時間內所能傳遞的熱量,它的大小表達了對流換熱過程的強弱程度。傳熱係數是表徵傳熱過程強烈程度的標尺,數值上等於冷熱流體溫差1度時所產生的熱流密度。兩者都是與過程有關的引數,前者與對流換熱過程的流體流動起因、狀態、物性、換熱表面形狀,有無相變有關;後者與具體參與的傳熱過程有關。
另外,還得明白對流換熱與傳熱過程的區別。
7樓:匿名使用者
樓主,下午好!
從換熱器的換熱原理來簡單回答一下你的問題。所謂換熱器就是為冷熱流體提供一個熱交換的場所,所以在換熱器內部存在冷流體和熱流體,一般冷流體在管熱管內流動,我們稱之為管內湍流運動;熱流體在管外流動,我們稱之為橫掠圓管流動。流體在流動過程中可以根據不同的經驗公式求出表徵其流動狀態的引數,re(雷諾數),通過雷諾數可以求得nu(努賽熱特殊),從而由這兩個引數推出該流動的對流換熱係數h,冷熱流體的計算過程都一樣,但是不同的是選擇的流動經驗公式不同,這些公式可以在《傳熱學》中查到,不需要記。
冷熱流體的對流係數均求出來以後,我們分別記為:hc(冷流體的對流換熱係數)和ht(熱流體的對流換熱係數),這兩個對流換熱係數可以合成整個換熱器的傳熱係數k,即
k=1/[(1/ht+ro)/fo+rw+ri(ao/ai)+(ao/ai)/hc]
其中,ri和ro分別為管子內、外的汙垢熱阻(根據冷熱流體性質不同可查表)
rw為管壁導熱熱阻,根據管材不同可查表;
ao/ai為換熱管內外表面積與內表面積之比;
fo為肋面總效率(如果外表面未肋化,則fo=1)
以上這些公式均可在傳熱學中查到,更詳盡的說明可以參見傳熱學第九章,祝你好運~
熱導率,對流傳熱係數和總傳熱係數的物理意義是什麼?它們之間有什麼不同
8樓:匿名使用者
導熱係數表徵熱傳導能力,是物質的熱性質,在數值上等於單位溫度梯度下的熱傳導通量.導熱係數越大熱傳導越快.
對流傳熱係數在數值上等於單位溫度差下、單位傳熱面積的對流傳熱速率,反映了對流傳熱的快慢,對流傳熱係數愈大表示對流傳熱愈快.它不是流體的物理性質,而是受多個因素的影響,反映對流傳熱熱阻大小.
總傳熱係數表示單位傳熱面積、單位傳熱溫度差下的傳熱速率,反映了傳熱過程的強度.應予指出,總傳熱係數必須和所選擇的傳熱面積相對應,是表示換熱器效能的重要引數.影響總傳熱係數的因數主要包括流體物性、操作條件和換熱器型別.
如何計算對流傳熱係數
9樓:demon陌
q = h*(tw-t∞)
q = h*a*(tw-t∞)=q*a
式中:q為單位面積的固體表面與流體之間在單位時間內交換的熱量,稱作熱流密度,單位w/m^2;
tw、t∞分別為固體表面和流體的溫度,單位k;
a為壁面面積,單位m^2;
q為面積a上的傳熱熱量,單位w;
h稱為表面對流傳熱係數,單位w/(m^2.k)。
對流換熱係數的大致量級(單位:w/(m2*k)):
空氣自然對流 5 ~ 25
氣體強制對流 20 ~ 100
水的自然對流 200 ~1000
水的強制對流 1000 ~ 15000
油類的強制對流 50 ~ 1500
水蒸氣的冷凝 5000 ~ 15000
有機蒸汽的冷凝 500 ~ 2000
水的沸騰 2500 ~ 25000
由流體內部各部分質點發生巨集觀運動而引起的熱量傳遞過程,只能發生在有流體流動的場合單位是w/(㎡*k),含義是對流換熱速率,反應了對流傳熱的快慢,對流傳熱係數越大,表示對流傳熱越快。對流傳熱係數分為區域性總傳熱係數和總傳熱係數,總傳熱係數總是接近於α小的流體的對流傳熱係數。
擴充套件資料:
表面傳熱係數符號為h,(α);q =h(ts-tr)。式中:ts是表面溫度;tr是表徵外部環境特性的參考溫度。
熱學的量。si單位:w/(m2·k) (瓦〔特〕每平方米開〔爾文〕)。
牛頓冷卻公式:流體被加熱時 q=h(tw-tf)
流體被冷卻時 q=h(tf-tw)
其中,tw及tf分別為壁面溫度和流體溫度,℃。如果把溫差(亦稱溫壓)記為δt,並約定永遠為正值,則牛頓冷卻公式可表示為:q=hδt
φ=haδt
其中q為熱流密度,單位是瓦/平米(w/㎡),φ為熱流,單位是瓦(w)。
獲得表面傳熱係數h的表示式的方法大致有四種:
1、分析法,對描寫某一類對流傳熱問題的偏微分方程及相應的定解條件進行數學求解,從而獲得速度場和溫度場的分析解的方法。
2、實驗法,在相似原理指導下進行實驗研究,是目前獲得表面傳熱係數的主要途徑。
3、比擬法,通過研究動量傳遞及熱量傳遞的共性或類似特性,以建立起表面傳熱係數與阻力系數間的相互關係的方法。
4、數值法,在求解導熱係數的基礎上,增加對流項的離散及動量方程中的壓力梯度項的數值處理,從而獲得表面傳熱係數的方法。
10樓:種花家的小米兔
牛頓指出,流體與固體壁面之間對流傳熱的熱流與它們的溫度差成正比,即:
q = h*(tw-t∞)
q = h*a*(tw-t∞)=q*a
式中:q為單位面積的固體表面與流體之間在單位時間內交換的熱量,稱作熱流密度,單位w/m^2;tw、t∞分別為固體表面和流體的溫度,單位k;a為壁面面積,單位m^2;q為單位時間內面積a上的傳熱熱量,單位w;h稱為表面對流傳熱係數,單位w/(m^2.k)。
牛頓冷卻公式中的比例係數,一般記做h,以前又常稱對流換熱係數,單位是w/(㎡*k),含義是對流換熱速率,在數值上等於單位溫度差下單位傳熱面積的對流傳熱速率。
牛頓冷卻公式:流體被加熱時 q=h(tw-tf)
流體被冷卻時 q=h(tf-tw)
其中,tw及tf分別為壁面溫度和流體溫度,℃。如果把溫差(亦稱溫壓)記為δt,並約定永遠為正值,則牛頓冷卻公式可表示為:q=hδtφ=haδt
其中q為熱流密度,單位是瓦/平米(w/㎡),φ為熱流,單位是瓦(w)。
11樓:o型血男孩
依靠流體微團的巨集觀運動而進行的熱量傳遞。這是熱量傳遞的三種基本方式之一。化工生產中處理的物料大部分是流體,流體的加熱和冷卻都包含對流傳熱。
在化工生產中,對流傳熱在習慣上專指流體與溫度不同於該流體的固體壁面直接接觸時相互之間的熱量傳遞。這實際上是對流傳熱和熱傳導兩種基本傳熱方式共同作用的傳熱過程。例如間壁式換熱器中的流體與間壁側面之間的熱量傳遞,反應器中固體物料或催化劑與流體之間的熱量傳遞,都是這樣的傳熱過程。
型別 按流體在傳熱過程中有無相態變化,對流傳熱分兩類:①無相變對流傳熱。流體在換熱過程中不發生蒸發、凝結等相的變化,如水的加熱或冷卻。
根據引起流體質點相對運動的原因,對流傳熱又分自然對流和強制對流。自然對流是由於流體內各部分密度不同而引起的流動(如散熱器旁熱空氣的向上流動);強制對流是流體在外力(如壓力)作用下產生的流動。強制對流時流體流速高,能加快熱量傳遞,因而工程上廣泛應用。
②有相變對流傳熱。流體在與壁面換熱過程中,本身發生了相態的變化。這一類對流傳熱包括冷凝傳熱和沸騰傳熱。
對流傳熱機理 流體的運動對傳熱過程有強烈影響。當邊界層中的流動完全處於層流狀態時,垂直於流動方向上的熱量傳遞雖然只能通過流體內部的導熱,但流體的流動造成了沿流動方向的溫度變化,使壁面處的溫度梯度增加,因而促進了傳熱。當邊界層中的流動是湍流時,壁面附近的流動結構包括湍流區、過渡區和層流底層。
湍流區垂直於流動方向上的熱量傳遞除了熱傳導外,主要依靠不同溫度的微團之間劇烈混合,即依靠對流傳熱。此傳遞機理與湍流區中的動量傳遞機理十分類似。垂直於流動方向上的熱量通量為:
式中εh稱渦流熱擴散係數(與流體的流動狀況有關);λ為熱導率;cp、ρ分別為流體的等壓比熱容和密度;dt/dy為垂直於流動方向的溫度變化率。由於εh一般比λ大得多,故湍流區的對流傳熱熱阻很小,所以此區的溫度下降也很小。在層流底層中熱量傳遞只能靠熱傳導。
由於流體的熱導率一般很小,所以即使該層很薄,仍是傳熱過程的主要熱阻,相應的溫度下降很大。過渡區的情況介於兩者之間,對流傳熱和熱傳導的作用都不能忽略(見圖)。
牛頓冷卻定律 關於流體與壁面之間的傳熱雖然可從求解能量方程得到溫度分佈,然後計算熱量通量和熱流量;但在工程上常用簡化處理辦法,即將熱流量φ與有關物理量的關係經驗地表示為牛頓冷卻定律:
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,表示對流傳熱強度的一個引數,其倒數可表徵對流傳熱的熱阻。通過實驗來測定φ和δt,而a為已知,即可由上式算出α,通常將實驗結果整理成關聯式,以供設計使用。
對流傳熱的強化 由牛頓冷卻定律可知,任何可提高傳熱分系數以及增大傳熱面積和溫度差的措施,都能提高熱流量。在工業生產中,物料溫度由工藝決定,加熱和冷卻介質的溫度又受技術和經濟上的限制,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,可採用波紋板、翅片管、螺紋管、小直徑管等,藉以提高單位體積內的傳熱面積。
而提高對流傳熱分系數,是強化對流傳熱最基本的方法。無相變對流傳熱時,熱阻集中在層流底層,增強流體湍動或直接在層流底層中產生干擾,以減薄層流底層的厚度,是提高傳熱分系數的有效方法。提高對流傳熱分系數的措施包括增加壁面粗糙度,管內設定新增物(如插入螺旋圈片),氣流中加入固體細粒,利用噴嘴產生射流等。
有相變對流傳熱的機理與無相變的不同,需採取不同措施進行強化(見沸騰傳熱、冷凝傳熱)。
減少和避免自然對流換熱的措施有哪些
有限空間限制 抽真空 使溫度升高方向與重力方向相反 影響對流傳熱係數的因素 對流傳熱過程是流體與壁面間的傳熱過程,所以凡是與流體流動及壁面有關的因素,也必然影響對流傳熱係數的數值,實驗表明傳熱係數 值與流體流動產生的原因。流體的流動形態 流體的物性 流體有無相變和加熱面的幾何形狀 尺寸 相對位置等因...
列管換熱器中汽水換熱時傳熱係數K是取值還是計算如果取值怎麼取如果計算怎麼計算
k值是需要計算得到的,其計算公式如下 k 1 1 h1 1 h2 w c 其中,h1,h2 圍護結構兩表面熱交換系數,w c 管壁厚度,m 管壁導熱係數,w m c 牆體的傳熱係數k是表徵牆體 含所有構造層次 在穩定傳熱條件下,當其兩側空氣溫差為1k 1 時,單位時間內通過單位平方米牆體面積傳遞的熱...
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蒸發中的傳熱係數k是影響蒸發設計計算的重要因素之一。根據傳熱學知識知 6 6 上式忽略了管壁厚度的影響。式中蒸汽冷凝傳熱係數 o可按膜式冷凝的公式計算 管壁熱阻rw往往可以忽略 汙垢熱阻rs可按經驗值估計,確定蒸發總傳熱係數k的關鍵是確定溶液在管內沸騰的傳熱膜係數ai。研究表明影響ai的因素較多,如...