7 对流换热 7
0 本章主要内容导读 本章讨论对流换热问题，首先介绍对流换热的相关基本概念——对流换热的机理、数学描述方法和主要研究方法，然后介绍两类无相变的对流换热——强制对流换热和自然对流换热，主要内容如图 7 -1所示
图 7 -1 第七章主要内容导读 7
1 对流换热基本概念 7
1 对流换热机理 如前所述，实际工程中经常遇到的对流问题是对流换热问题，它是导热与热对流共同作用的结果
由于流体的热运动强化了传热，通过对流流体的传热速率比通过静止流体导热的传热速率高得多
并且，流体速度越快，传热速率越高
理论上，对流换热可以通过牛顿冷却公式求解，即 tFQ 与导热中的导热系数 λ 不同，对流换热系数 α 不是物性参数，因此对流换热过程和相应的对流换热系数受到许多因素的影响，这些影响因素可以分为如下五类
(1 )流体流动产生的原因
根据流动产生的原因，对流换热可以分为强制对流换热与自然对流换热两大类
前者由泵、风机或其它外部动力源的作用引起，后者通常由流体各个部分温度不同产生的密度差引起
两种流动产生的原因不同，流体中的速度场、对流换热规律和换热强度均不一样
通常强制对流换热的流速高、换热系数 α 大； (2 )流体有无相变
在流体没有相变时对流换热中的热量传输由流体显热的变化实现，在有相变的换热过程中(如沸腾或凝结)，流体相变热(潜热)的释放或吸收常常起主要作用，流体的物性、流动特性和换热规律均与无相变时不同
一般同一种流体在有相变时的换热强度远大于无相变时的强度； (3 )流体的流动状态
根据动量传输知识，粘性流体存在着两种不同的流态——层流和湍流
层流时流体微团沿着主流方向作有规则的分层流动，湍流时流体各部分之间发生剧烈的混合
因此，在其它条件相同时湍流换热的强度明显强于层流换热的强度； (4 )换热表面的几何因素
这里的几何因素指换热表
