对流传热3
传热学第三章对流传热
传热学第三章对流传热一、名词解释1．速度边界层：在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。
2．温度边界层：在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。
3．定性温度：确定换热过程中流体物性的温度。
4．特征尺度：对于对流传热起决定作用的几何尺寸。
5．相似准则(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由几个变量组成的无量纲的组合量。
6．强迫对流传热：由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动。
7．自然对流传热：流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。
8．大空间自然对流传热：传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。
9．珠状凝结：当凝结液不能润湿壁面(θ>90˚)时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续的液膜。
10．膜状凝结：当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角)θ<90˚，凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。
11．核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。
12．膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。
二、填空题1．影响自然对流传热系数的主要因素有：、、、、、。
(流动起因，流动速度，流体有无相变，壁面的几何形状、大小和位置，流体的热物理性质)2．速度边界层是指。
（在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。
）温度边界层是指。
（在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。
）3．流体刚刚流入恒壁温的管道作层流传热时，其局部对流传热系数沿管长逐渐，这是由于。
（减小，边界层厚度沿管长逐渐增厚）4．温度边界层越对流传热系数越小，强化传热应使温度边界层越。
（厚，簿）5．流体流过弯曲的管道或螺旋管时，对流传热系数会，这是由于。
（增大，离心力的作用产生了二次环流增强了扰动）6． 流体横掠管束时，一般情况下， 布置的平均对流传热系数要比 布置时高。
4.3 对流传热
4-39
由于弯管处受离心力的作用，存在二次环 流，湍动加剧，增大。
图4-11 弯管内流体的流动
d．非圆形直管内强制对流 套管环隙：
d2 0.53 0.02 R P ( ) de d1
0.8 e 1/ 3 r
4-40
式中： d1`、d2——分别为套管内管外径或外管内径。 适用范围：d2/d1=1.65～17，Re=1.2×104～2.2×105
Q A(tw2 t )
4-20
4-21
Q A(T tW 1 )
4.3.3 影响对流传热系数的因素
对流传热是流体在具有一定形状及尺寸的设备 中流动时发生的热流体到壁面或壁面到冷流体的 热量传递过程，因此它必然与下列因素有关。 1.引起流动的原因： 自然对流：由于流体内部存在温差引起密度差形成 的浮升力，造成流体内部质点的上升和 下降运动，一般u较小，也较小。
du a l k gtl g C( ) ( ) ( ) 2
3 2
cp
4-30
二、定性温度、特性尺寸的确定 1、定性温度 由于沿流动方向流体温度的逐渐变化，在 处理实验数据时就要取一个有代表性的温度以 确定物性参数的数值，这个确定物性参数数值 的温度称为定性温度。 定性温度的取法： 1）流体进出口温度的平均值：
层流流动时，由于流体质点只在流动方向 上作一维运动，在传热方向上无质点运动，此 时主要依靠热传导方式来进行热量传递，但由 于流体内部存在温差还会有少量的自然对流， 此时传热速率小，应尽量避免此种情况。
流体在换热器内的流动大多数情况下为湍 流，下面我们来分析流体作湍流流动时的传热 情况。 流体作湍流流动时，靠近壁面处流体流动分别 为层流底层、过渡层（缓冲层）、湍流核心。 层流底层：流体质点只沿流动方向上作一维运 动，在传热方向上无质点的混合， 温度变化大，传热主要以热传导的 方式进行。 导热为主，热阻大，温差大。
第四节对流传热
含义
Nu
Re Pr Gr
L
lu
表示对流传热系数的准数
流体的流动状态和湍动程 度对对流传热的影响
Re
Cp
普兰特数 (Prandtl number)
格拉斯霍夫数 (Grashof number)
Pr
2
表示流体物性对对流传热 的影响
表示自然对流对对流传热 的影响
Gr
l g t
l —特征尺寸
基本因次：长度L，时间 ，质量 M，温度T 变量总数：8个 由定律（8-4）=4，可知有4个无因次数群。
l
lu C p l g t K 2
3 2 a b c
Nu K Re Pr Gr
☺思考：与u、d有何比例关系？
0 . 023
d ( du
)
0 .8
(
cp
u
0 .8 0 .2
) 0 . 023
n
u d
0 .8 0 .2
0 .8
cp
0 .8
n
1 n
di
提高管内对流传热系数的措施： • u,u0.8 • d, 1/d0.2 • 流体物性的影响，选大的流体 •强化措施：增大流速，减小管径
第四节
给热系数
一、对流传热速率方程—牛顿冷却定律
Q At t 1 A
—牛顿冷却定律
热流体：
Q T A T TW
冷流体： Q t A t W t
牛顿冷却定律存在的问题：
Q
3-2对流传热
3.对流传热膜系数经验关联式的建立
由于对流传热本身是一个非常复杂的物理 问题，现在用牛顿冷却定律简单表示，把复杂 问题转到计算对流传热膜系数 α 上面。所以， 对流传热膜系数大小的确定成为一个复杂问题 ，其影响因素非常多。目前还不能对对流传热 膜系数从理论上来推导它的计算式，只能通过 实验得到其经验关联式。
d f 1 l
0.7
1
（1.02～1.07)
23:16:42
3-2 对流传热 （30）
19
无相变时强制对流传热膜系数经验式的修正
④ 流体在弯管中的对流传热系数 先按直管计算，然后乘以校正系数f d f (1 1.77 ) R
d e (1 1.77 ) t R
要理解这种解 决问题的方法
23:16:41
3-2 对流传热 （30）
11
说明：推导过程见有关教材
因次分析结果
a k g
l Nu
Re
Pr
Nu kRe Pr Gr
Nusselt 准数（包含对流传热膜系数）
ul
cp
Reynolds 表征流体流动型态对对流传热的影响。 注意：l 为传热面特性尺寸 m
3-2 对流传热 （30）
23:16:41
13
无相变时强制对流传热膜系数的经验关联式
1．圆形直管内的湍流
Nu 0.023Re Pr
0.8
n
du 0.8 c p n 0.023 ( ) ( ) d
使用范围：Re>10000，0.7<Pr<160，<2×10-3Pa.s，l/d>50
4
0.0322 1230 2.85 (18 (2)) 22.57kw
传热学-学习课件-6-5-3 有限空间自然对流换热
传热学 Heat Transfer
仅讨论如图所示的竖的和水平的两种封闭夹层的自然对 流换热，且推荐的公式仅限于气体夹层。
th
tc
tc
th 封闭夹层示意图
夹层内流体的流动，主要取决于以夹层厚度δ为特征长度 的Gr数：
传热学 Heat Transfer
G r
gt 3 2
当 Gr极低时换热依靠纯导热：
NuΒιβλιοθήκη 0 .1 9 7 ( G r
Pr)1/4
H
1/9
,
(G r 8 .6 1 0 3 ~ 2 .9 1 0 5 ) (6-46a)
Nu
0 .0 7 3( G r
Pr)1/3
H
1/9
,
(G r 2 .9 1 0 5 ~ 1 .6 1 0 7 ) (6-46b)
传热学 He传at热Tr学ansfeHr eat Transfer
传热学 Heat Transfer
主讲老师：王舫 适用专业：能源与动力工程专业
传热学 Heat Transfer
四、有限空间自然对流换热
在生活和工业应用里也经常能看见一些相对狭窄空间 中的自然对流换热现象。 寒冷地区广泛使用的双层玻璃窗; 平板太阳能集热器的集热板与盖板之间的空气夹层; 热力管道或电缆线管沟中空气的自然对流等。
式中：定性温度采用 tm (tw 1 tw 2 ) / 2
温差采用 t t h t c
特征尺寸采用冷热表面间的距离δ
传热学 Heat Transfer
②对于水平空气夹层，推荐以下关联式：
N u 0 .2 1 2 ( G r P r ) 1 / 4 , G r 1 1 0 4 ~ 4 .6 1 0 5
第4章传热-1、2、3
三、传热的基本方式
1、热传导
热量从物体内部温度较高的部分传递到温度较低的 部分或者传递到与之相接触的温度、较低的另一物体的 过程称为热传导，简称导热。 特点：物质间没有宏观位移，只发生在静止物质内的一种 传热方式。 微观机理因物态而异
2、热对流
流体中质点发生相对位移而引起的热量传递，称为热对流 对流只能发生在流体中。 强制对流 用机械能（泵、风机、搅拌等）使流体发生 对流而传热。 自然对流 由于流体各部分温度的不均匀分布，形成 密度的差异，在浮升力的作用下，流体发 生对流而传热
对于n层圆筒壁：
2 L(t1 tn 1 ) t1 tn 1 t1 tn 1 Q＝ n n ＝ n bi 1 ri 1 ln Ri ri i 1 i i 1 i S mi i 1
Q 2 rlq 1 1 2 r 2lq2 2 r 3lq3
2、蓄热式换热
蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。室中充 填耐火砖作为填料，当冷、热流体交替的通过同一室时， 就可以通过蓄热室的填料将热流体的热量传递给冷流体， 达到两流体换热的目的。
3、间壁式换热
间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开，分别 在壁的两侧流动，不相混合，通过固体壁进行热量传递。
流体通过管壁的传热过程
冷、热流体通过间壁的 传热过程分为三步： (1) 热流体将热量传给热
流体侧壁面（对流传热）
(2) 热量由一侧传至另
一侧（热传导）；
(3) 热量由壁面传给冷 流体（对流传热）；
T1 T2 体
Q1 ( 对流 )
t1
冷 流 体
(1)热流体 管壁内侧 (2)管壁内侧 管壁外侧 (3)管壁外侧 冷流体
t f ( x, y , z )
对流传热
对流传热第一题：知识点总结（一）对流传热概述1、对流传热：流体流过固体壁时的热量传递。
传热机理：热对流和热传导的联合作用热流量用牛顿冷却公式表示：Φ=hA△t其中对流传热面积A，温差△t，对流传热系数h2、影响对流传热系数的因素（1）流动的起因：>由于流动起因的不同，对流换热分为强迫对流传热与自然对流传热两大类。
（2）流动速度：>根据粘性流体流动存在着层流和湍流两种状态，对流传热分为层流对流传热与湍流对流传热两大类。
（3）流体有无相变：同种流体发生相变的换热强度比无相变时大得多。
（4）壁面的几何形状、大小和位置：对流体在壁面上的运动状态、速度分布和温度分布有很大影响。
（5）流体的热物理性质：影响对流传热系数有热导率λ，密度，比定压热容，流体粘度，体积膨胀系数。
综上所述，影响对流传热系数h的主要因素，可定性地用函数形式表示为h=f（v，l，λ，，，或，，）（二）流动边界层和热边界层1、流动边界层特性：（1）流体雷诺数较大时，流动边界层厚度与物体的几何尺寸相比很小；（2）流体流速变化几乎完全在流动边界层内，而边界层外的主流区流速几乎不变化；（3）在边界层内，粘性力和惯性力具有相同的量级，他们均不可忽略；（4）在垂直于壁面方向上，流体压力实际上可视为不变，即=0；（5）当雷诺数大到一定数值时，边界层内的流动状态可分为层流和湍流。
2、热边界层定义：当流体流过物体，而平物体表面的温度与来流流体的温度不相等时，在壁面上方形成的温度发生显著变化的薄层，称为热边界层。
热边界层厚度：当壁面与流体之间的温差达到壁面与来流流体之间的温差的0.99倍时，即=0.99，此位置就是边界层的外边缘，而该点到壁面之间的距离则是热边界层的厚度记为。
与δ一般不相等。
3、普朗特数流动边界层厚度δ反应流体分子动量扩散能力，与运动粘度有关；而热边界层厚度反应流体分子热量扩散的能力，与热扩散率a有关。
==它的大小表征流体动量扩散率与热量扩散率之比（三）边界层对流传热微分方程组1、连续性方程+=02、动量微分方程根据动量定理可导出流体边界层动量微分方程流体纵掠平壁时3、能量微分方程热扩散率a=边界层能量微分方程式：+=4、对流传热微分方程-------x处的对流传热温差------流体的热导率-------x处壁面上流体的温度变化率（四）、管内强迫对流传热1、全管长平均温度可取管的进、出口断面平均温度的算术平均值作为全管长温度的平均，即=（）2、层流和湍流的判别由雷诺数Re大小来判别针对管内流动，当Re<2200时为层流；Re>1×时为湍流；2200<Re<1×时则为不稳定的过渡段（1）管内流动：（2）板内流动：湍流强迫对流传热管内强迫对流平均对流传热系数特征数关联式为：=0.023R P:考虑边界层内温度分布对对流传热系数影响的温度修正系数；:考虑短管管长对对流传热系数影响的短管修正系数；:考虑管道弯曲对对流传热系数影响的弯管修正系数。
对流传热
表示自然对流影 响的准数
4、流体无相变时的对流传热系数 对在圆形直管内作强制湍流且无相变，其 粘度小于2倍常温水的粘度的流体，可用 下式求取给热系数。
0.8 n Nu=0.023Re Pr
0.023d Re
0.8
Pr
n
式中 n值随热流方向而异，当流体被加热 时，n＝0.4；当流体被冷却时，n＝0.3。 应用范围：Re>10000， 0.7 < Pr < 120， L/di ≥60 。 若L/di <60，需将上式算得的α乘以 [1+(di/L)0.7]加以修正。
沸腾: 沸腾时，液体内部有气泡产生，
气泡产生和运动情况，对α 影响极大。 沸腾分类： ① 按设备尺寸和形状不同 池式沸腾（大容积饱和沸腾）； 强制对流沸腾（有复杂的两相流）。 ② 按液体主体温度不同
液体主体
t
液体主体
t < ts
过冷沸腾：液体主体温度t < ts，
气泡进入液体主体后冷凝。 饱和沸腾：t≥ts动，沿壁面法向没 有质点的移动和混合，即没有对流传热，传热 方式仅是热传导。因为液体导热系数小，因此 热阻较大，温度梯度大。 2、缓冲层：流体流动介于滞流和湍流之间，热 传导和对流传热同时起作用，热阻较小。 3、湍流主体：质点剧烈运动，完全混合，温度 基本均匀，无温度梯度。 因此，对流传热的热阻主要集中在滞流内层， 减薄其厚度是强化传热过程的关键。
2) 大容积饱和沸腾曲线 曲线获得：
实验，并以 t 作图
（t tw ts，即过热度）
实验条件: 大容积、饱和沸腾。
自然对流
h
核状沸腾
C
膜状沸腾
不稳 定膜 状
稳 定 区
第四章传热—3(对流传热分析和计算)讲解
对流传热系数关联式
对对流 自然对流
有相变时的对流传热系数
蒸汽冷凝 液体沸腾
一、 影响对流传热系数的主要因素
1、流体的种类和相变化： 液体、气体、蒸汽及在传热过程中是否有相变。
有相变时对流传热系数比无相变化时大的多；
2、流体的物理性质： 影响较大的物性如密度 р、比热 cp、导热系数 λ、 粘度μ等。
di u 0.8 c p n 0.023 ( ) ( ) di
应用范围：
Re＞10000
0.7＜Pr＜120
当流体被加热时，n=0.4，被冷却时，n=0.3。 特性尺寸 ： 取管内径， 长径之比大于60 定性温度： 流体进、出口温度的算术平均值。
（2） 高粘度流体
Nu=0.023Re0.8Pr1/3（μ/μw）0.14
3、流体的运动状况：
传热热阻主要集中在层流底层，湍流使滞流底层
厚度减薄，对流表面传热系数也就随之增大。
4、流体对流的状况：
自然对流，强制对流。
5、传热表面的形状、位置及大小： 如圆管、翅片管等不同传热表面形状；管板、 管束、管径；管长；管子排列方式；垂直放置或 水平放置等。
二、对流传热中的因次分析
流体物理特性参数的温度称为定性温度。一般定性温
度有三种取法：进、出口流体的平均温度，壁面平均
温度，流体和壁面的平均温度（膜温）。
4 、准数是一个无因次数群，其中涉及到的物理量必 须用统一的单位制度。
二、流体无相变时对流传热系数的关联式
1、流体在圆形直管内作强制对流 （1） 低粘度流体
Nu=0.023Re0.8Prn
例 ： 一 套 管 换 热 器 ， 套 管 为 φ89×3.5mm 钢 管 ， 内 管 为 φ25×2.5mm钢管。环隙中为 p=100kPa的饱和水蒸气冷凝，冷 却水在内管中渡过，进口温度为15℃，出口为85℃。冷却水流 速为0.4m/s，试求管壁对水的对流传热系数。 解：此题为水在圆形直管内流动 定性温度 t=（15+35）/2=25℃ λ=0.608W/m· ℃ ρ=997kg/m3
传热学实验三-对流传热实验2
传热学实验三-对流传热实验2实验三对流传热实验一、实验目的⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。
⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。
二、实验装置本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。
空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。
管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。
饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。
该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。
表1实验装置结构参数实验内管内径di（mm）16.00实验内管外径do（mm）17.92实验外管内径Di（mm）50实验外管外径Do（mm）52.5总管长（紫铜内管）L（m）1.30测量段长度l（m）1.10蒸汽温度空气出口温度空气入口温度蒸汽压力空气压力孔板流量计测量空气流量图1空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1—光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵；5—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀；12、13—蒸汽放空口；15—放水口；14—液位计；16—加水口；三、实验内容1、光滑管①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。
②对α1的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARem中常数A、m的值。
2、波纹管①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。
实验三+蒸汽─空气对流传热传热系数的测定
实验三 蒸汽─空气对流传热传热系数的测定一、实验目的1． 测定套管式换热器的总传热系数K ；2． 测定圆形直管内传热膜系数α，并学会用实验方法将流体在管内对流及强制对流 时的实验数据整理成包括传热膜系数α的准数方程式；3． 了解并掌握热电偶和电位差计的使用及其温度测量。
二、基本原理1．测定传热系数K根据传热速率方程式：m T KA ∆=φ （1）mT A K ∆=φ（2）式中： φ传热速率，W ； K 总传热系数，W/(m 2·℃)；A 传热面积； m T ∆两流体的平均温度差。
实验时，若能测定或确定φ、A 和，则可测定K 。
m T ∆⑴ 实验是测定蒸汽加热空气时的对流传热总传热系数，其中蒸汽通加套管环隙加热内管的空气，具体的流程如下：在不考虑热损失的条件下，有)(122211T T c q r q p −==m m φ （3）式中： q m1— 蒸汽冷凝液的质量，kg/s ； r 1 — 蒸汽冷凝潜热，J/kg ；q m2— 空气的质量流量，kg/s ； c p2 — 空气的定压比热，J/(kg ·K)；T 1、T 2— 空气的进出口温度，℃； T W1、T W2— 内管外壁温度与内壁温度，℃。
实验中传热速率φ按空气的吸热速率计算。
其中空气的质量流量由孔板流量计测量其 体积流量后转化为质量流量。
即：q m =t ρq V （4）式中：t ρ—为空气进出口平均温度下的密度，kg/m 3。
q V — 为空气的体积流量，m 3/s 。
本实验中，空气的体积流量由孔板流量计测量并通过压力传感器将其差压数字在显示仪表上显示出。
20℃ 下空气流量由公式（5）计算。
6203.000)(p C q t ∆×=V （5）其中， — 20℃ 下的体积流量，m 0t q V 3/h ；C 0— 孔板流量系数，本实验装置中其值为22.696。
p ∆—孔板两端压差，kPa 。
则实验条件下的空气流量q V (m 3/h)则需按下式计算：2732730t Tq q t t ++×=V V式中：t q V —实验条件（管内平均温度）下的空气流量，m 3/h 。
热量传递的三种基本方式导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
[ W m2 ]
: 热导率（导热系数） （Thermal conductivity） W (m C) 直角坐标系中： t t t q q x i q y j q z k i j k x y z
注：傅里叶定律只适用于各向同性材料 各向同性材料：热导率在各个方向是相同的
Nu C Rem
)/ 2; 式中：定性温度为 tr (tw tf特征长度为管外径 d， 数中的流速采用整个管束中最窄截面处的流速。 Re 实验验证范围：
C和m的值见下表。
Ref 2000 ~ 40000。
§6-5 自然对流换热及实验关联式
自然对流：不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身 温度场的不均匀所引起的流动。一般地，不均匀温度 场仅发生在靠近换热壁面的薄层之内。 自然对流的自模化现象：紊流时换热系数与特征尺度无 关。
Nu f (Re, Pr)； Nu x f ( x ' , Re, Pr)
自然对流换热：
Nu f (Gr , Pr)
混合对流换热： Nu f (Re, Gr , Pr) 试验数据的整理形式：
Nu c Re n Nu c Re n Pr m Nu c(Gr Pr)n
2. 入口段的热边界层薄，表面传热系数高。 层流入口段长度: l / d 0.05 Re Pr 湍流时:
4-2 边界节点离散方程的建立及代数 方程的求解
对于第一类边界条件的热传导问题，处理比较简单，因为 已知边界的温度，可将其以数值的形式加入到内节点的离 散方程中，组成封闭的代数方程组，直接求解。
而对于第二类边界条件或第三类边界条件的热传导问题， 就必须用热平衡的方法，建立边界节点的离散方程，边界 节点与内节点的离散方程一起组成封闭的代数方程组，才 能求解。
认证考试4-3对流传热概述
知识点4－3 对流传热概述【学习指导】1．学习目的通过本知识点的学习，掌握对流传热的机理，理解对流传热系数的意义和影响因素，并建立保温层临界直径的概念。
2．本知识点的重点对流传热机理。
3．本知识点的难点边界层概念的理解。
4．应完成的习题本知识点无习题。
对流传热在工程技术中非常重要。
许多工业部门中经常遇到两流体之间或流体与壁面之间的热交换问题，这类问题需用对流传热的理论予以解决。
在对流传热过程中，除热的流动外，还涉及到流体的运动，温度场与速度场将会发生相互作用。
对流传热是指运动流体与固体壁面之间的热量传递过程，故对流传热与流体的流动状况密切相关。
根据流体在传热过程中的状态对流传热可分为两类：（1）流体无相变的对流传热：包括强制对流（强制层流和强制湍流）、自然对流。
（2）流体有相变的对流传热：包括蒸汽冷凝和液体沸腾等形式的传热过程。
对于上述几类，其对流传热过程机理不尽相同，影响对流传热速率的因素也有区别。
为了方便，先介绍对流传热的基本概念。
一、对流传热速率方程和对流传热系数（一）对流传热速率方程对流传热是一个复杂的传热过程，影响对流传热速率的因素很多，而且对不同的对流传热情况又有差别，因此目前的工程计算仍按半经验法处理。
根据传递过程普遍关系，壁面与流体间（或反之）的对流传热速率也应该等于推动力和阻力之比，即对流传热速率＝对流传热推动力÷对流传热阻力＝系数×推动力上式中的推动力是壁面和流体间的温度差。
影响阻力的因素很多，但比较明确的是阻力必与壁面的表面积成反比。
还应指出，在换热器中，沿流体流动方向上，流体和壁面的温度一般是变化的，在换热器不同位置上的对流传热速率也随之而异，所以对流传热速率方程应该用微分形式表示。
若以流体和壁面间的对流传热为例，对流传热速率方程可以表示为（4-23）式中dQ———局部对流传热速率，W；dS———微分传热面积，m2;T———换热器的任一截面上热流体的平均温度，℃；T w———换热器的任一截面上与热流体相接触一侧的壁面温度，℃；α———比例系数，又称局部对流传热系数，W/(m2·℃)。
[4-3]对流传热
![[4-3]对流传热](https://img.taocdn.com/s3/m/d2885663168884868762d6a9.png)
17
西北大学化工原理课件
4. 非圆形管强制湍流
① 当量直径法 用de代替圆管内径di计算，但u求解时不用de直接计算，而 要用实际的流通面积计算。 ② 直接实验法 例如对套管环隙：水-空气系统 1 λ d 2 0.5 0.8 3 α = 0.02 ( ) Re Pr d e d1 ★适用范围： •水-空气系统的套管环隙； •12000<Re<220000；d2/d1=1.65~17 其中 d1为内管外径，d2为外管内径
① 对于低粘度流体：
Nu = 0.023 Re Pr λ duρ 0.8 c p μ n α = 0.023 ( ) ( ) λ d μ
0 .8
n
• 定性温度取 t m ★适用范围：
• 流体被加热时，n＝0.4；被冷却时，n＝0.3。
t1 + t 2 = ，特征尺寸为管内径di 2
Re>104；0.7<Pr<120；μ<2mPa·s(低粘度)；l/d≥60
α＝f(u，l，μ，λ，ρ，cp，gβΔt)=Kualbμcλdρecpf(gβΔt)g 式中：l——特征尺寸； u——特征流速。 基本量纲：长度L，时间T，质量M，温度Θ（4个） 变量总数：8个 由π定律（8-4）=4，可知有4个无因次数群。
αl du ρ a c p μ f β g Δtl 3 ρ 2 g ) ( ) ( ) = K( 化简，可得： 2 λ μ λ μ
18
西北大学化工原理课件
二、管外强制对流的对流传热系数
流体在管外强制对流的α计算较复杂，与管子排列有关。 1. 流体在管束外垂直流过
19
西北大学化工原理课件 管束排列分为直列 和错列两种，且： α错>α直 流体在单排管束外 垂直流过时的α为：
5-对流换热3
dtm 2 q dx r0 c pU
消去q并积分得：
平均温差沿x方 向呈指数衰减
tw tm (tw t1 ) exp[
Nu
r
2 0
( x x1 )]
24
充分发展段换热——常壁温条件下的换热
tw t r ( ) t w tm r0
由牛顿冷却公式：
q hx (tw tm )
对于充分发展流，hx为常数。因有
dtm 2 q dx r0 c pU
消去q并积分得：
tw tm (tw t1 ) exp[
Nu
r
2 0
( x x1 )]
23
充分发展段换热——常壁温条件下的换热
由牛顿冷却公式：
q hx (tw tm )
) 作为 t m 。
对于恒壁温条件，截面上的局部温差是个变值，应利 用热平衡式：
5
hm A tm q mcp(tf tf )
q m 为质量流量； tf、tf 分别为出口、进口截面上 式中， 的平均温度； t m 按对数平均温差计算：
t m
tf tf tw tf ln tw tf
32
充 分 发 展 段 换 热 —— 等 温 流 包 围 的 圆 管 换 热 当 是有限值时，tw－tm和q在x方向的变化为指数形式，这 属更一般的状况。为分析方便，引人整体Nu数概念：
q D Nu t t m
管内侧Nu数为
q D Nu t w tm
2 1 2 Nu101 Bi Nu
p 0 y
11
充分发展段流动 表明压力p只是流动方向x的函数，这一点与外掠平板的 边界层分析是类似的，即在流道断面上压力是均匀一致的。
实验C 3 对流传热系数及准数关联式常数的测定
实验C 3 对流传热系数及准数关联式常数的测定学号082N57 姓名第二套装置组别D6同组人姓名实验日期一、 实验目的1. 了解套管换热器的构造。
2. 掌握用热电偶温度计测量温度的方法。
3. 通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A 、m 的值。
4. 通过对管程内部插有螺旋线圈的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem 中常数B 、m 的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。
二、实验原理1.对流传热系数α值的测定：空气传热膜系数α可以通过测定总传热系数（K ）进行测取。
（4-27）因管壁很薄，可将圆壁看成平壁，这里因是空气，故不计污垢热阻，上述两项热阻均可忽略，2111a a K += mii t S QK ∆=≈α其中 出进进出出进出进t T t T tt t T t T t T t T t m ---=-----=∆ln ln )()()()(21,,12,,h h h p h m c c c p c m t t c q t t c q Q -=-= q m,c =q v,c ρt m =(t 1+t 2)/2式中：Vs ——空气体积流量，m s /s （由流量计测取） ρ——流经流量计处的空气密度，kg/m 3；C P ——空气定压比热[J/kg ·K]（可取于空气在101.3kPa 下的数值）； 进t 、出t ——空气进、出口温度，℃； A ——换热面积，m 2，dl A π=。
2.对流传热系数准数关联式的实验确定Nu=f(Re,Pr)空气在圆形直管中作湍流流动的给热准数方程：4.0Pr Remu A N =两边取对数,一般可写成A m N ulg Re lg Prlg4,0+= 可简写成 Y=mX+B在对数坐标纸上为一直线，所得直线的斜率等于待求的常数m ，截据为B. 三、装置及流程本实验装置及流程实际此装置由两套套管换热器组成，1、普通套管换热器；2、内插有螺旋线圈的强化套管换热器；3、蒸汽发生器；4、旋涡气泵；5、旁路调节阀；6、孔板流量计；7、风机出口温度（冷流体入口温度）测试点；8、9空气支路控制阀；10、11、蒸汽支路控制阀； 12、13、蒸汽放空口；14、蒸汽上升主管路；15、加水口；16、放水口；17、液位计；18、冷凝液回流口四、实验方法及步骤1、准备工作1)接通电源总闸2)检查鼓风机运转是否正常，检查空气进口阀是否正常；3)向电加热釜加水至液位计上端红线处；4)放掉管路及分离器内的冷凝水2、实验步骤1)水沸腾后，水蒸气自行进入套管换热器外管，观察蒸汽排出口有恒量蒸汽排出2)约加热十分钟后，启动鼓风机3)调节空气流量旁路阀的开度4)稳定5-8分钟可转动各仪表读取t1、t2、t3各值5)重复3）与4）共做6个空气流量值6)最大、最小值必须做7)换成强化管重复以上操作。
化工原理讲稿(中国石油大学)第五章 传热3
热流体放出热量： Q1 m1[ 1 c p ,1 T1 T2 ] 冷流体吸收热量： Q2 m2 [ 2 c p , 2 t 2 t1 ] 能量守恒： Q1＝Q2+Qf
Qf=0
Q1＝Q2
第五节 两流体间的传热计算
例： 在一套管换热器中，用冷却水将1.25kg/s的
第五节 两流体间的传热计算
四、 总传热系数K
总传热系数 K 综合反映传热设备性能，流动状况和流体物 性对传热过程的影响。
物理意义：
Q K A t m
表征间壁两侧流体传热过程的强弱程度。 K = f（流体物性、操作条件、换热器本身特性等）
第五节 两流体间的传热计算
㈠ 传热系数K 的确定方法
T t m Q
1 K x Ax
推动力 阻力
－－传热速率方程式
Q K x Ax T t m
第五节 两流体间的传热计算
1 1 1 K x A x i Ai Am o Ao
平壁：Ai=Am=Ao
Q = K· A· △tm
圆筒壁：Ai≠Am≠Ao
Q = Ki· Ai· △tm= Km· Am· △tm =Ko· Ao· △ tm
1 1 Ko o
Ko o
若αo >>αi，1/αo可忽略，此时有：
1 1 Ki i
Ki i
第五节 两流体间的传热计算
结论：
称1/αo 或1/αi 称为控制热阻，即α小一侧的热阻对传热起决定性作用， 如水蒸汽和空气换热；
当存在控制性热阻时，K 值总是接近α小的值； 当存在控制性热阻，壁温(Tw、tw)总是接近于α大的流体主体温度 欲有效提高 K 值，应采取措施提高控制性热阻侧的α。
上4章传热3第三节对流传热概述
4-3-1 对流传热速率方程和对流传热系数
中 国 矿 业 大 学 化 工 学 院 化 工 系
工程定义： 工程定义： 流体与固体壁面之 间的传热过程 简化假定： 简化假定： 认为全部阻力都集 中在有效膜δt内 中在有效膜 内
δt
1
一、对流传热速率方程
依据傅立叶方程得： 依据傅立叶方程得：
8
说明： 说明：
中 国 矿 业 大 学 化 工 学 院 化 工 系
(1）流动边界层对传热边界层影响显著，改善流 ）流动边界层对传热边界层影响显著， 动状况，减薄层流内层厚度，可使传热速率大大 动状况，减薄层流内层厚度， 提高。 提高。 （2）α ）
进口段>
α
所以换热管长度 充分发展的流动段，所以换热管长度
中 国 矿 业 大 学 化 工 学 院 化 工 系
流体及 温差， 流体 及 温差 ， -(dt/dy)w↑→α↑ 。 (dt/dy)w 与流体流 动状态、传热位置等多种因素有关。 动状态、传热位置等多种因素有关。对流传热系数 不是流体的物理性质. 不是流体的物理性质 一般， 一般，α气<α液，α自然对流<α强制对流，α无相变<α有相变。
中 国 矿 业 大 学 化 工 学 院 化 工 系
令：
T Tw dQ = = α(T Tw )dS (4-23) 1/(αdS)
牛顿冷却定律
及诸多影响因素, 包含λ及诸多影响因素, 亦沿流向变化, 亦沿流向变化,在此称为 局部对流传热系数” “局部对流传热系数”.
2
对于圆管传热面及冷热流体走 壳程， 对于圆管传热面及冷热流体走管 / 壳程，上式 圆管传热面及冷热流体 又有不同的形式： 又有不同的形式：
对流换热——第六章
第六章 单相流体对流换热及准则关联式第一节 管内受迫对流换热本章重点：准确掌握准则方程式的适用条件和定性温度、定型尺寸的确定。
1-1 一般分析),,,,,,,,(l c t t u f h p f w μαρλ=流体受迫在管内对流换热时，还应考虑以下因素的影响：① 进口段与充分发展段，② 平均流速与平均温度，③ 物性场的不均匀性，④ 管子的几何特征。
一、进口段与充分发展段1．流体在管内流动的主要特征是，流动存在着两个明显的流动区段，即流动进口（或发展）段和流动充分发展段，如图所示。
（1）从管子进口到边界层汇合处的这段管长内的流动称为管内流动进口段。
（2）进入定型流动的区域称为流动充分发展段。
在流动充分发展段，流体的径向速度分量v 为零，且轴向速度u 不再沿轴向变化，即：0=∂∂xu， 0=v 2．管内的流态（1）如果边界层在管中心处汇合时流体流动仍然保持层流，那么进入充分发展区后也就继续保持层流流动状态，从而构成流体管内层流流动过程。
2300Re <用νdu m =Re 判断流态, 式中 m u 为管内流体的截面平均流速， d 为管子的内直径，ν 为流体的运动黏度。
（2）如果边界层在管中心处汇合时流体已经从层流流动完全转变为紊流流动，那么进入充分发展区后就会维持紊流流动状态，从而构成流体管内紊流流动过程。
410Re >（3）如果边界层汇合时正处于流动从层流向紊流过渡的区域，那么其后的流动就会是过渡性的不稳定的流动，称为流体管内过渡流动过程。
410Re 2300<<3．热进口段和热充分发展段当流体温度和管壁温度不同时，在管子的进口区域同时也有热边界层在发展，随着流体向管内深入，热边界层最后也会在管中心汇合，从而进入热充分发展的流动换热区域，在热边界层汇合之前也就必然存在热进口区段。
随着流动从层流变为紊流， 热边界层亦有层流和紊流热边界层之分。
热充分发展段的特征对常物性流体，在常热流和常壁温边界条件下，热充分发展段的特征是：)(1x f t f =及)(2x f t w =与管内任意点的温度),(r x f t =组成的无量纲温度⎪⎪⎭⎫⎝⎛--x f x w w t t t t ,,x ,随管长保持不变，即：0,,x ,=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--∂∂x f x w w t t t t x 式中，t —管内任意点的温度，),(r x f t = ⇒xf x w w t t tt ,,x ,--仅是r 的函数。
材料科学工程课程2-3 对流换热
热边界层：靠近壁面温度急剧变化的薄层 。
传热学
对流换热分析 （1）流体流经固体壁面时形成流体边界层，边界层内存 在速度梯度； （2）当形成湍流边界层，在此薄层内流体呈层流流动。 因此在层流内层中，沿壁面的法线方向上没有热对流，该 方向上热的传递仅为流体的热传导。 （3）在湍流主体中，流体质点剧烈混合并 充满了漩涡，湍流主体中的温度差(温度梯度) 极小，各处的温度基本上相同。
传热学
其它推导准数
Ga（Galilei伽利略）准数
2 2 3 2
gl u l gl Ga Fr. Re 2 . 2 2 u Gr（Grashot格拉晓夫）准数 ——浮力与粘性力之比
0 gl gwl Gr Ga. 2 t 2
平均换热系数
h
L
0
1 u 1 hx dx 0.332 Pr 3 L
L
0
dx 1 0.664 Pr 3 Re L 0.5 0.5 x L
Pr 普朗特数， Pr
传热学
3） 相似原理及量纲分析
通过实验求取对流换热的实用关联式，仍然
是传热研究中的一个重要而可靠的手段。然而， 对于存在着许多影响因素的复杂物理现象，要找 出众多变量间的函数关系，实验的次数十分庞大。 为了大大减少实验次数，而且又可得出具有一定 通用性的结果，必须在相似原理指导下进行实验。
3
3
传热学
(4)准数方程 以对流换热过程为例 准数方程的简化
f（Eu、Re、Ho、Fr、Pe、Fo、Nu）=0 Nu =f（Eu、Re、Ho、Fr、Pe、Fo） K 流体运动方程：Eu =f（Re、Ho、Fr） K Pe =Re.Pr K 稳定速度场、稳定温度场： Ho、 Fo K 准数方程的一般形式：Nu =f（Re、Fr、Pr） 自由流动主要是由温差引起 Nu =f（Re、Gr、Pr） K 自然对流：Nu =f（Gr、Pr） 相同流体： Nu =f（Gr） K 强制对流：Nu =f（Re、Pr） 相同流体： Nu =f（Re）
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第三章对流传热 一、名词解释1．速度边界层：在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。
2．温度边界层：在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。
3．定性温度：确定换热过程中流体物性的温度。
4．特征尺度：对于对流传热起决定作用的几何尺寸。
5．相似准则(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra)：由几个变量组成的无量纲的组合量。
6．强迫对流传热：由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动。
7． 自然对流传热：流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。
8．大空间自然对流传热：传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。
9． 珠状凝结：当凝结液不能润湿壁面(θ>90˚)时，凝结液在壁面上形成许多液滴，而不形成连续的液膜。
10． 膜状凝结：当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角(液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角)θ<90˚，凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。
11． 核态沸腾：在加热面上产生汽泡，换热温差小，且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度，汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。
12． 膜态沸腾：在加热表面上形成稳定的汽膜层，相变过程不是发生在壁面上，而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数，因此表面传热系数大大下降。
二、填空题1． 影响自然对流传热系数的主要因素有： 、 、 、 、 、 。
(流动起因，流动速度，流体有无相变，壁面的几何形状、大小和位置，流体的热物理性质)2． 速度边界层是指 。
（在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。
）温度边界层是指 。
（在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。
）3． 流体刚刚流入恒壁温的管道作层流传热时，其局部对流传热系数沿管长逐渐 ，这是由于 。
（减小，边界层厚度沿管长逐渐增厚）4． 温度边界层越 对流传热系数越小，强化传热应使温度边界层越 。
（厚，簿）5． 流体流过弯曲的管道或螺旋管时，对流传热系数会 ，这是由于 。
（增大，离心力的作用产生了二次环流增强了扰动）6． 流体横掠管束时，一般情况下， 布置的平均对流传热系数要比 布置时高。
（叉排，顺排）7． 管外流动传热，有纵向冲刷和横向冲刷之分，在其他条件相同时，以 向冲刷方向传热更为强烈。
（横向）8． 对流传热微分方程式的表达式为 。
其中，αx 是 ，λ是 ，Δt 是 ，0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂y y t 是 。
（0=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂∆-=y x y t t h λ，局部换热系数，流体导热系数，主流流体温度与壁温之差，贴壁处流体的法向温度变化率） 9． 纯净饱和蒸气膜状凝结的主要热阻是 。
（液膜的导热热阻）10． 大容器饱和沸腾曲线可分为 、 、 、 四个区域，其中 具有温差小、热流大的传热特点。
（自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾，核态沸腾）11． 雷诺比拟采用 模型，其结果在Pr ＝ 条件下与实验解相吻合.（单层，1）12． 沸腾的临界热通量是指 。
（当壁面过热度大到某一程度时，汽泡来不及脱离加热面而开始连成不稳定的汽膜，即由核态沸腾开始向膜态沸腾过渡，出现临界点的热流密度）13． 格拉晓夫准则的物理意义 ；表达式Gr ＝ 。
（流体流动时浮升力与粘滞力之比的无量纲量，23ναc v tl g ∆）14． 减小管内湍流对流传热热阻的方法有 、 、 、 。
（增加流速，采用短管。
改变流体物性，增加换热面积，扰流，采用导热系数大的流体用小管径等）15． 反映对流传热强度的准则称为 准则。
（努塞尔）16． 普朗特准则Pr 的数学表达式为 ，它表征了 的相对大小。
（ν/a ，动量传递与热量传递）17． 管内充分发展湍流的传热系数与平均流速U 的 次方成 比.，与内径D 的 次方成 比。
（0．8，正，0．2，反）18． 大空间自然对流处于湍流状态时有自模化特征，此时传热系数与 无关。
（尺寸）19． 自然对流传热在 条件下发生关于特征尺度L 的自模化现象.。
（湍流）20． 在蒸汽的凝结过程中， 凝结的传热系数大于 凝结。
（珠状，膜状）21． 自然对流传热是指 。
（流体在浮升力作用下的对流传热）22． 管槽内对流传热的入口效应是指 。
（流体入口段由于热边界层较薄而具有较高的对流传热系数）23． 流体在大空间沿竖壁作自然对流传热时，对于湍流工况，其对流传热系数正比于竖壁高度的 次方。
（0）24． 大容器沸腾曲线分为 、 、 、 四个区段。
（自然对流、核态沸腾、过渡沸腾、膜态沸腾）三、选择题1．下列各参数中，属于物性参数的是： （1）传热系数K （2） 吸收率α（3）普朗特数Pr （4）传热系数h c 2． 流体纯自然对流传热的准则方程可写成(1)Nu ＝f(Re ，Pr) (2)Nu ＝f(Gr ，Pr)(3)Nu ＝f(Re ，Gr ，Pr) (4)Nu ＝f(Bi ，Fo)3． 流体掠过平板对流传热时，在下列边界层各区中，温度降主要发生在：(1)主流区 (2)湍流边界层 (3)层流底层(4)缓冲区 (5)湍流核心区4． 空气自然对流传热系数与强迫对流时的对流传热系数相比：(1)要小的多 (2)要大得多(3)十分接近 (4)不可比较5．沸腾的临界热流量q c 是： （1）从过冷沸腾过渡到饱和沸腾的转折点 （2） 从自由流动过渡到核态沸腾的转折点（3）从核态沸腾过渡到膜态沸腾的转折点 （4）从不稳定膜态沸腾过渡到稳定膜态沸腾的转折点 6． 流体在大空间沿竖壁自然对流传热时，在湍流状态下；对流传热系数正比于竖壁高度的( )(1)0次方 (2)0.8次方 (3)l/4次方 (4)l/3次方7． 液体沸腾时，汽泡内的压力大于汽泡外液体的压力，主要由于下列哪个因素造成的?(1)传热温差 (2)表面张力 (3)浮升力 (4)重力8． 定型准则是指：(1)包含定型尺寸的准则 (2)全部由已知量构成的准则(3)含有待求量的准则 (4)待定准则9． 工程中，较为常用的沸腾工况是指：(1)膜态沸腾 (2)核态沸腾 (3)自然对流沸腾 （4）以上都不是10． 下述哪种手段对提高对流传热系数无效?(1)提高流速 (2)增大管径(3)采用入口效应 (4)采用导热系数大的流体11． 已知某气体的密度为1.26kg/m 3，比热为1.02kJ/(kg ·K)，导热系数为0.025W/(m ·K)，粘度为15.1×10-6m 2/s ，其Pr(普朗特)准则数为多少? ( )(1)0.78 (2)0.02 (3)0.7 (4)0.6212． Nu(努谢尔特)准则反映： ( )(1)惯性力和粘滞力的相对大小 (2)对流传热强度(3)浮升力和粘滞力的相对大小 (4)导热能力大小13． 描述浮升力与黏滞力的相对大小的准则数称为：（1）Re (2)Gr (3)Pr (4)Ra14． 当管长远大于管径时，圆管横向布置时的管外膜状凝结传热系数与竖放时相比如何?（1）横放时大 （2）两者差不多 （3）竖放时大 （4） 无法比较15． 无量纲组合23ναtl g v ∆称为什么准则？(1)雷诺Re (2)普朗特Pr(3)努谢尔特Nu (4)格拉晓夫Gr16． 判断管内湍流强制对流是否需要进行人口效应修正的依据是什么?(1)l/d ≥70 (2)Re ≥104(3)l/d<50 (4)l/d<10417． 对流传热以 作为基本计算式。
(1)傅里叶定律 (2)牛顿冷却公式(3)普朗克定律 (4)欧姆定律18． 从传热角度看，下面几种冷却方式中，哪种方式的冷却效果会最好?(1)水冷 (2)氢冷 (3)气冷 (4)水沸腾冷却19． 相变传热的特征为 。
(1)工质比体积变化较大 (2) 汽化潜热 (3) (1)+(2) (4)工质比体积较大20． 冷却液润湿壁面的能力取决于 。
(1)液体的表面张力 (2)液体与壁面间的附着力 (3) (1)+(2) (4) (1)或(2)21． 在饱和沸腾时，随着 的增高，将会出现 个换热规律全然不同的区域。
(1)壁面过热度 ，4 (2)壁面过热度，6 (3)热流密度 ，4 (4)热流密度，622．对流传热微分方程组共有几类方程？(1) 2 (2) 3 (3) 4 (4)523． 凝结液能很好的润湿壁面，形成完整的膜向下流动，称为 。
(1)凝结 (2)膜状凝结 (3) 珠状凝结 (4)稳态凝结24．下列哪个不是影响对流传热的主要因素？(1)流动起因；(2)t w ；(3)ε；(4)换热面的几何形状。
25．对于Pr 数，下列说法哪个是错误的？(1)它是动力粘度与热扩散率的比值；(2)它是研究对流传热最常用的重要准则；(3)对于层流流动，当Pr=1时，δ=δt ；(4)它反映了流体中热量扩散和动量扩散的相对程度。
26．自由对流传热的流态主要取决于 的数值。
(1)Pr (2)Fo (3)Re (4)Gr27．如果流体的流动是由流体内部温差产生的密度差引起的，称为 。
(1)强迫对流(2)自由运动 (3)湍流对流(4)层流对流28．对流传热微分方程组包括 。
Ⅰ、付立叶定律 Ⅱ、对流传热微分方程 Ⅲ、基尔霍夫定律 Ⅳ、连续性方程 Ⅴ、动量微分方程 Ⅵ、能量微分方程(1) ⅡⅢⅣⅤ (2) ⅠⅡⅢⅣ (3)ⅡⅣⅤⅥ (4) ⅢⅣⅤⅥ29．Nu m 其特征温度为 。
(1)流体温度 (2) 平均温度 (3)壁面温度 (4)不定30．当流体外掠圆管时，10<Re<5105.1⨯其边界层为 ，脱体发生在 处。
其局部换热系数到达最 值。
(1) 湍流，1400，低 (2) 层流，1400，高 (3) 湍流，820，低 (4) 层流，820 ，低31．自然对流传热的准则方程为 。
(1)14.031Pr Re 86.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛μμ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=w f e f f f L d Nu (2).3121Pr Re 664.0m m m Nu = (3)31Pr)(53.0Gr Nu m = (4). ()31Pr ..943.0Ja Ga Nu m =32．影响膜状换热系数的主要因素是 。
(1)蒸汽流速 (2)不凝结气体 (3)表面粗糙度 (4) (1) + (2)四、简答题1．影响强迫对流传热的流体物性有哪些?它们分别对对流传热系数有什么影响?（提示：影响强迫对流换热系数的因素及其影响情况可以通过分析强迫对流传热实验关联式，将各无量纲量展开整理后加以表述。
）2．试举几个强化管内强迫对流传热的方法(至少五个)。
（提示：通过分析强迫对流换热系数的影响因素及增强扰动、采用人口效应和弯管效应等措施来提出一些强化手段，如增大流速、采用机械搅拌等。
）3．试比较强迫对流横掠管束传热中管束叉排与顺排的优缺点。