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。
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
- 强迫或协助对流
- 自然或免费的对流
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
问=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)
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)
自
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2来20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
问= (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))
传热=（W）