【文章內容簡介】 a?pca? 換熱面的形狀和大小及位置 影響流體的流動情況，邊界層的形成、發(fā)展產生顯著影響，從而影響對流換熱。 ? 流體有無相變 發(fā)生流體集態(tài)改變（或相變），如液體受熱沸騰或蒸汽遇冷凝結的對流換熱過程，稱為相變換熱。相變換熱較強烈。 0?????? yytth?在換熱溫差和換熱流體一定時 ,影響對流換熱強度的最主要因素是 0???yyt對流換熱微分方程 對流換熱的準則方程 反映流動狀況的雷諾準則： vudud ????Re反映流體物理性質的普朗特準則： avcp pr ?? ??格拉曉夫準則： 表示對流換熱強弱的準則努謝爾特準則： ?hdNu ?物理意義：流體在固體表面上的無量綱溫度梯度。 23vtgadGr ??雷諾數(shù)準則： vudud ????Reu —— 流體的速度（ m/s）； d ——管道直徑（ m）； ? —— 流體的密度（ kg/m3） ? —— 流體的動力粘性系數(shù)（或動力年度） [kg/(ms)] ???vv ——流體的運動粘度（ m2/s） , 物理意義：反應流體強制對流時，慣性力和粘滯力的相對大小。 普朗特準則 avcp pr ?? ??—— 熱擴散率（ m2/s）； —— 流體的動力粘性系數(shù) [kg/(ms)]； —— 流體的比壓壓熱容 [J/(kgK)]； ——流體導熱系數(shù) [W/(m℃ )]； ——運動粘度（ m2/s）。 ???pca物理意義：反應流體動量擴散能力與熱擴散能力的相對大小。 格拉曉夫準則： 23vtdgGr ?? ?物理意義：反應自然對流對換熱過程中，浮升力與粘滯里的相對大小。 ——流體的體脹系數(shù)（ 1/K）； ?dt?vg ——重力加速度（ m/s2）； ——定型尺寸，對于管內流動為管道直徑（ m） ——固體壁面與流體之間的溫差（ ℃ ）； ——流體的運動粘度（ m2/s） ?hdNu ?努謝爾特準則 ?hlNu ?表示強制對流： nmCfNu PrReP r )( R e , ??表示自然對流： nmC G rGrfNu PrP r ),( ??反應對流換熱過程中壁面法向溫度梯度大小的影響 在流體物性 和表面尺寸一定時，努謝爾特數(shù)表征對流換熱在換熱強度方面的特性。 影響強制對流換熱強度大小的準則數(shù)包括： Re、 Pr. 影響自然對流換熱強度大小的準則數(shù)包括： Gr、 Pr. 定性溫度和定型尺寸 定性溫度：在運用對流換熱準則方程時，各準則數(shù)中都含有一些物性參數(shù)，它們與溫度有關，選作為確定物性參數(shù) 的溫度為定性溫度。 定型尺寸：同樣準則方程式中還有一些準則數(shù)要涉及到其空間尺寸，這些尺寸對 固體壁面的放熱情況 有決定性的影響，稱這些尺寸為定型尺寸。 相變換熱 膜狀凝結 ：蒸汽同低于其相應壓力下的飽和溫度的冷壁面接觸時，放出汽化潛熱而凝結成液體附著在冷壁面上。如果潤濕性液體能很好地潤濕壁面，在冷壁面上鋪展成一層完整的液膜，稱為膜狀凝結。 珠狀凝結 ：非潤濕性液體的蒸汽凝結時，凝結液體在冷壁面上凝聚成一顆顆小液珠，而不形成連續(xù)的液膜，這種凝結稱為珠狀凝結。 工程中常遇到的相變對流換熱過程有： 液體受熱沸騰和蒸汽放熱凝結 ?自然對流區(qū) ?核態(tài)沸騰區(qū) ?過渡沸騰 ?穩(wěn)定膜態(tài)沸騰 大容器沸騰 ?自然對流區(qū) 1） ℃ ，沸騰未開始，單向自然對流規(guī)律； 2）起始沸騰點：從起始沸騰點開始，在加熱面的某些特定點（稱汽化核心）產生汽泡。 4??t? 核態(tài)沸騰 孤立汽泡區(qū)：開始階段，汽化核心產生的汽泡 彼此互不干擾，稱孤立汽泡區(qū)。 隨著 ，汽化核心增加，汽泡相互影響，并合成汽塊及汽柱。 ??t在核態(tài)沸騰區(qū)中，汽泡擾動劇烈，換熱系數(shù)和熱流密度都急劇增加。由于汽化核心對換熱起著決定性影響，這兩區(qū)的沸騰統(tǒng)稱為 核態(tài)沸騰 （泡狀沸騰）。 核態(tài)沸騰區(qū)特點：溫壓小，換熱強。 ?過渡沸騰 進一步提高 ， 降低，直至到達 ，不穩(wěn)定 原因：汽泡匯集成汽膜覆蓋在加熱面時那個，阻礙了液體與壁面的接觸。 t? q minq??t ?q? 穩(wěn)定膜態(tài)沸騰 加熱面上形成穩(wěn)定的蒸汽膜層， 流動的流體和固體壁面直接接觸時，相互之間的換熱過程稱為對流換熱過程。 熱量由熱流體通過壁面?zhèn)鬟f給冷流體的過程叫做傳熱過程。 輻射力 ：物體單位表面積在單位時間內向半球空間所有方向上發(fā)射出去的全部波長的輻射能的總量 ，單位是 W/m2。 E 第六節(jié) 輻射換熱 熱輻射的基本概念 黑體輻射力 ： 黑體單位表面積在單位時間內向半球空間所有方向上發(fā)射出去的全部波長的輻射能的總量 ， 單位是 W/m2。 bE斯忒藩－玻耳茲曼定律（四次方定律） 4TE b ??:? 斯忒藩－玻耳茲曼常數(shù)（又稱黑體輻射常數(shù)），其值為 10－ 8W/(m2?K4) 40 10 0 ??????? TCEb:0C 黑體輻射常數(shù)，其值為 (m2?K4) 黑體的輻射力與黑體的絕對溫度 的四次方成正比 發(fā)射率 ：實際物體的輻射力與同溫度下黑體的輻射力的比值。 ? ?40dTEEE bb ?????????? 404100 ????????? TCTEEb ?????實際物體的輻射力： 實際物體的發(fā)射率 實際物體的輻射特性與絕對黑體不同點： 實際物體的光譜輻射力往往隨波長不規(guī)則的變化； 實際物體的輻射力并不嚴格地同熱力學溫度的四次方成正比； 實際物體的定向輻射強度在不同方向上的變化。 發(fā)射率與材料的 種類、溫度、表面狀況 有關 。 )( bEE ? 基爾霍夫定律 基爾霍夫定律 ：在熱平衡的條件下，任意物體對黑體投入輻射的吸收比等于同溫度下該物體的發(fā)射率，即： ?? ??bEE 對于灰體，無論投入輻射是否來自黑體，也不論是否處于熱平衡，其吸收比恒等于同溫度下該物體的發(fā)射率。 角系數(shù) 2,1X。 1,222,11 XAXA ?相對性： 11,1,12,11,1 ????? ??niin XXXX ? 完整性： ba XXX 2,12,12,1 ??可加性： 角系數(shù)性質： 定義： 表面 1發(fā)出的輻射能中直接落到表面 2上的百分數(shù)稱為表面 1對表面 2的角系數(shù)，記為 注意：角系數(shù)是一個純幾何因子，只取決于換熱物體的幾何特性 （ 形狀、尺寸、物體的相對位置 ） 與兩個表面的溫度及發(fā)射率無關。 12,1 ?X21,212,1 AA XX ?212,11,2 /AAXX ? 若有一非凹型表面 A1被另一表面 A2所包圍，則 由于 所以 兩塊很接近的大平行平板，每一個表面的輻射能可認為全部 落到另一面，則 1,22,1 XX ? 灰體間的輻射換熱 :E:GJ有效輻射 ：單位時間內離開表面單位面積的總輻射能。 G?E：表面自身的輻射； 被表面反射的部分 指物體本身表面向外發(fā)出的輻射能。 自身輻射 投射輻射 單位時間內由外界向該物體單位表 面積投射來的總輻射能。 GEJ ???灰體表面構成的封閉空間中輻射換熱： 2222,11111211 , 2 111AXAAEE bb???? ???????1111122212,111???????????AAXs系統(tǒng)黑度、系統(tǒng)發(fā)射率 ： 12,1 ?X)11(111111221122212,111 ???????????????AAAAXs)11(1)(221121112??????? AAEEA bb21 AA ?1111)11(11212211???????????AAs111)(2121112???????bb EEA21 AA ??11221111)11(11????? ?????AAs)( 211112 bb EEA ??? ? 折熱板 假設條件：折熱板和輻射板均為灰體 )( 313,1 bbs EEq ?? ?)( 232,3 bbs EEq ?? ?2,12,33,1 qq