36 1-2-4 对流传热系数关联式 一、对流传热系数的影响因素 实验表明，影响对流传热系数的因素主要有： 1、流体的种类和相变化的情况 2、流体的特性： 1）流体的导热系数λ； 2）粘度 μ 3）比热容 ρcp、密度 ρ：ρcp 代表单位体积流体所具有的热容量。 4）体积膨胀系数β：tVVV112 3、流体的流动状态 层流和湍流的传热机理有本质区别： 层流时，传热只是依靠分子扩散作用的热传导，故 h 就较湍流时为小； 湍流时，湍流主体的传热为涡流作用的热对流， 37 但壁面附近层流内层中为热传导，涡流使得层流内层的厚度减薄，温度梯度增大，故h 就增大。 湍流时的对流系数较大。 4、流体流动的原因 自然对流和强制对流的流动原因不同。 强制对流： 设ρ1和ρ2分别代表温度为t1和t2两点的密度，则流体因密度差而产生的升力为(ρ1-ρ2)g。若流体的体积膨胀系数为β，单位为1/℃，并以 Δt 代表温度差(t2-t1)，则可得 ρ1=ρ2(１＋ βΔt） 于是每单位体积的流体所产生的升力为： （ρ1-ρ2）g=[ρ2（１＋βΔt）－ρ2]g= ρ2gβΔt 强制对流是由于外力的作用，如泵、搅拌器等迫使流体的流动。 强制对流的对流系数大得多。 5、传热面的形状、位置和大小 38 传热管、板、管束等不同的传热面的形状;管子的排列方式，水平或垂直放置；管径、管长或板的高度等，都影响 h 值。 表示传热面的形状、位置和大小的尺寸称为特征尺寸，用 l 表示 所以，h 可以用下式表示: h=f（μ，λ，cp，ρ，u ，ρgβΔt，l） （1） 二、因次分析 对流体无相变化的对流传热进行因次分析，得到的准数关系式为: cbpatlgculKl)()()(223 （2） 式（2）中各准数名称、符号和意义列于下表中。 准数名称 符号 准数式 意义 努塞尔特准数（Nu sselt） Nu 对流传热系数 雷诺准数Re 确定流动状态 39 （Reynolds) 普兰特准数（Prandtl） Pr 物性影响 格拉斯霍夫准数（Grashof） Gr 自然对流影响 cbaGrKNuPrRe （3） 各准数中物理量的意义为: l----传热面的特征尺寸，可以是管内径或外径，或平板高度等, m ； Δt----流体与壁面间的温度差, ℃； β----流体的体积膨胀系数, 1／℃； 在某些情况下，式（3）可简化如下: 自然对流：Nu=f（Pr，Gr） （4） 强制对流：Nu=f（Re，Pr） （5） 对于各种不同情况下的对流传热的具体函数关系由实验决定。在使...
