第二编 热量传输 第十章 对流换热 对流换热指相对于固体表面流动的流体与固体表面间的热量传输；对流换热时，除了有随同流体一起流动的热量传输外，还存在传导方式的热交换，因此对流换热是流体流动与传导热量联合作用的结果。 对流换热的基本计算式是牛顿冷却公式，即热流密度为 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（10-1） 式中 α ——表面传热系数（W/（m2·℃）； TW及 Tf——分别为固体表面温度及流体温度。 对于面积为A的接触面，对流换热的热流量为 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（10-2） 约定Φ 与q总取正值，因此当TW＞Tf时，。则 牛顿冷却公式只是表面传热系数α 的定义式，它没有揭示出表面传热系数与影响它的物理量之间的内在联系。本章的任务就是要求出表面传热系数α 的表达式。 求解表面传热系数α 的表达式有两个基本途径：一是分析解法；二是应用相似原理，将为数众多的影响因素归结成为数不多的几个无量纲准则，再通过实验确定α 的准则关系式。本书将采用相似原理导出对流换热的准则方程式。 第一节 对流换热的机理及影响因素 一、对流换热机理 在动量传输中已经知道，当流体流过固体表面时，靠近表面附近存在速度边界层，边界层可以是层流边界层或紊流边界层，但是在紧靠固体表面上总是存在着层流底层。 与速度边界层类似，当粘性流体在固体表面上流动时，如果流体与固体壁面之间存在温差而进行对流换热，则在靠近固体壁面附近会形成一层具有温度梯度的温度边界层，也称为热边界层，如图5-1所示。贴壁处这一极薄的流体层相对于壁面是不流动的，壁面与流体间的热量传递必须穿过这个流体层，而穿过不流动流体的热量传递方式只能是导热。因此，对流换热的热量就等于穿过边界层的导热量。 将傅里叶定律应用于边界层可得 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（10-3） 式中 ——贴壁处流体的法向温度变化率； A——换热面积。 将牛顿冷却公式（10-1）与上式（10-3）联解，即得到以下换热微分方程 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（10-4） 由上式可见，表面传热系数α 与流体的温度场有联系，是对流换热微分方程组一个组成部分。...
