空气的自然对流换热系数
自然对流换热系数计算方法研究_陈孟
堆焊层
管嘴
封头
图 3 堆芯补水箱进口接管接管示意图及有限元模型
4.1 强迫对流
强迫对流换热系数按照迪图斯-贝尔特（Dittus-Boelter）实验关联式[1]进行计算， k p （4） h = 0.023 ⋅ ⋅ Re 0.8 ⋅ Pr 0.3 f ID 4⋅ ρ ⋅Q p 其中：ID 为内径； Re = 为雷诺数，表征惯性力和粘性力之比的一种量度； Q 为体积 π ⋅ µ p ⋅ ID 流量。 通过计算，得到不同硼水温度下接管内壁的强迫对流换热系数，如表 1 所示。由于强迫对流
2 自然对流
根据传热学相关理论，原则上自然对流换热准则方程式应为：
2
Nu = f (Gr , Pr )
（1）
其中： Nu =
hn ⋅ L g ⋅ α ⋅ L ⋅ ∆T 为努塞尔数，表征壁面上流体的无量纲温度梯度； Gr = 为格拉晓 kp ν2
cp ⋅ µ p kp
夫数，表征浮升力和粘滞力的比值； Pr =
The Computational Method for Heat Transfer Film Coefficient of Nature Convection
Chen M eng Huang Q ing Weng Yu Jiang X ing Shen R ui
(Shanghai Nuclear Engineering Research & Design Institute, Shanghai, 200233) Abstract This paper presents a method for computing the heat transfer film coefficient of nature convection. The equation obtained from a mass of tests is used as well as ANSYS code, and an iteration is performanced by using APDL language. An example is given to indicate that the computed film coefficients are reasonable by comparing with experimental data. This method can be used in stress analysis of equipments. Key words Film Coefficient of Nature Convection, iteration, ADPL
横管表面空气自然对流换热
湖南大学实验报告一、实验目的1. 测定单根横管对周围空气自然对流时的表面传热系数；2. 用多个工况的实验数据整理成大空间自然对流的实验关联式；3. 加深对自然对流换热规律的理解。
二、实验原理被加热的水平横管，其表面壁温为w t ，周围环境空气温度为f t 。
当w t ＞f t 时，横管附近空气由于受到横管的直接加热，导致温度升高，密度变小，又因为密度的不均匀而引起浮升力，使得横管周围的空气开始沿横管表面向上运动，而周围的空气又补充到横管周围，如此循环，形成自然对流换热。
动力设备、蒸汽管道等周围都存在类似的对流换热。
根据牛顿公式，在稳定状态下，加热横管表面由于对流换热而散失的热量CQ 可由下式计算：)(f w C t t hA Q -= W （1） 式中：h ——壁面平均换热系数，W/（m 2·K ）； A ——横管有效换热面积，m 2； w t ——横管壁面平均温度，℃；f t ——空气主流温度，℃。
如果考虑横管表面对空间辐射的影响，还有一部分热量由管壁以辐射方式向外散热，散热量可由下式计算：])100()100[(44f w R T TA Q -⋅⋅=δε W （2）式中：ε——管子表面黑度，ε＝0.1（根据横管表面黑度确定，软件可自己设定）；δ——黑体辐射常数，δ＝5.67 W/（m 2·K 4）;A ——管子表面积，m 2； w T ——管子壁面平均温度，K ；f T ——空气温度，K 。
根据式（1）和式（2），当达到稳定状态时，横管传给空气总的热量，在忽略管子端部散热的前提下，应等于管子内部电加热器所产生的热量Q ，而R C Q Q Q +=，因此若测得壁温w t 和空气温度ft ，那么对流换热系数h ，可由下式求得：)( —f w Rt t A Q Q h -=W/(m 2.K) （3）根据相似理论，自然对流的准则方程可整理成：n r r u P G C N )(⋅= （4）式中：Nu ——努塞尔数，Nu=h·D / λ；Gr ——葛拉晓夫数，Gr=g βD 3 (t w －t f ) /υ2； Pr ——普朗特数，对于空气，见附录空气参数表；λ——流体导热系数，W/(m·K)；D ——横管直径，m ；β——流体的体积膨胀系数，理想气体β=1 / t m -1K ； υ——流体运动粘度，m 2/s ； △t ——壁面与空气的温差，℃。
求空气和管壁面间对流换热系数
求空气和管壁面间对流换热系数对流换热是热工学中一个重要的研究对象，对流换热系数是描述流体和固体壁面之间换热效果的一个重要参数。
而在许多工程领域中，空气和管壁面间的对流换热系数更是备受关注。
本文将围绕这一主题展开讨论，探讨空气和管壁面间对流换热系数的相关影响因素和计算方法。
一、对流换热系数的定义对流换热系数是指单位面积上的传热功率与温差之比，通常用符号"h"表示。
在对流换热过程中，对流换热系数的大小直接影响着传热效果，因此对其的研究和计算具有重要意义。
二、空气和管壁面间对流换热系数的影响因素1. 管道材质管道的材质直接影响着管壁面的导热性能和表面粗糙度，从而影响对流换热系数的大小。
一般来说，导热性能好、表面粗糙度小的管道对流换热系数会较高。
2. 流体性质空气的流体性质，如密度、粘度和导热系数等，也会对空气和管壁面间对流换热系数产生影响。
这些性质与空气的温度、压力等因素密切相关，在对流换热系数的计算中需要综合考虑。
3. 流体流动状态流体的流动状态对对流换热系数有明显影响。
层流和湍流的流动状态下，对流换热系数的大小会有所不同。
在实际工程中需根据流体流动状态的不同进行对流换热系数的计算和分析。
4. 管道几何形状管道的几何形状也会对对流换热系数产生影响。
不同形状的管道在对流换热过程中，由于流体流动状态的差异，其对流换热系数也会有所不同。
在计算对流换热系数时需要考虑管道的几何形状。
5. 表面温度差表面温度差是影响空气和管壁面间对流换热系数的重要因素。
一般来说，温度差越大，对流换热系数也会相应增大。
在工程实践中需要合理控制表面温度差，以提高对流换热系数。
三、空气和管壁面间对流换热系数的计算方法对于空气和管壁面间对流换热系数的计算，通常采用经验公式或数值模拟的方法。
常用的经验公式包括Dittus-Boelter公式、Sieder-Tate 公式等，这些公式都是根据大量实验数据拟合得到的经验公式，适用范围较广。
2016-2017年实验二,空气沿水平圆管外表面的自然对流换热系数（总结）
实验二、 空气沿水平圆管外表面的自然对流换热系数一、实验目的1．测定空气沿水平圆管外表面的自然对流换热系数。
并将数据整理成准则方程式。
2．了解对流换热系数的实验研究方法，学会用相似准则综合实验数据的方法，认识相似理论在对流换热实验研究中的指导意义。
二、实验原理实验研究的是受热体（圆管）在大空间中的自然对流换热现象。
根据传热学和相似原理理论，当一个受热表面在流体中发生自然对流换热时，包含自然对流换热系数的准数关系式可整理为：()nb b Grc Nu Pr ⋅= (2-1) 式中： λalNu =——努谢尔特准数；t vgl Gr ∆⋅=β23——葛拉晓夫准数； l —物体的特性尺寸，实验中为管径d ；α —对流换热系数(W/m 2·℃)；λ —— 流体（空气）的导热系数(W/m 2·℃)；v —— 流体（空气）的运动粘度(m 2/s ）；m T /1=β——流体的体积膨胀系数(1/K)。
T m ——定性温度，实验中取()2732/0++=t t T w m ，t w 和t 0分别为圆管壁面温度和室内温度；0t t t w -=∆是过余温度（℃）；c 、n ——待定实验常数，需根据实验数据用最小二乘法进行确定。
角标“b ”表示以边界层平均温度作为定性温度。
由于在一般情况下，实验管表面散失热量Q 以对流和辐射两种方式散发的。
r c Q Q Q += (2-2)式中，Q — 表面散失热量 (W)，；Q ＝IV ；Q c — 自然对流散失热流量 (W)Q r — 辐射散失热流量 (W)。
实验管可以被看做为被其他物体（房屋、地面）包围的面积很小的凸物体，它的辐射热量为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=44100100O W O s T T F C Q ε（W ） (2-3)C 0为绝对黑体辐射系数，C 0＝5.67（W/m 2·K 4）；T w 、T o 分别为壁温和周围物体的平均温度 (K)（近似取室温）；F 为实验管辐射散热有效面积即为其圆周面积（m 2）。
换热系数大自然对流课件
换热系数的计算方法
经验公式法
根据实验数据和经验，总结出换热系 数的计算公式，适用于特定条件下的 传热过程。
数值模拟法
通过建立数学模型和数值求解方法， 计算出物体间的换热系数，适用于复 杂结构和非线性传热过程。
换热系数的影响因素
流体性质
流体的物理性质如粘度、导热 系数和比热容等，对换热系数
有显著影响。
总结词
应对气候变化的自然对流措施
总结词
自然对流在气候预测中的作用
详细描述
针对气候变化对自然对流的影响，可以采取相应的措施来 减缓其不利影响，如加强环境保护、推广可再生能源等。
生态系统案例
总结词
湿地生态系统中的自然对流特征
详细描述
湿地生态系统中的自然对流具有独特的特征和规律，如湿 地中的水体流动、气体交换等。了解这些特征有助于深入 探究湿地生态系统的功能和机制。
温度差
物体间的温度差是换热过程的 驱动力，温度差越大，换热系 数越大。
表面状况
物体的表面状况如粗糙度、清 洁度和润湿程度等，能够影响 换热系数的大小。
流动状态
流体的流动状态如层流或湍流 ，对换热系数有较大影响，湍 流状态下的换热系数通常较大
。
02
大自然对流现象
对流现象的定义与分类
定义
对流是指流体内部由于温度、密度等物理性质的不均匀分布引起的宏观运动。
换热系数大自然对 流课件
目 录
• 换热系数概述 • 大自然对流现象 • 换热系数与大自然对流的关系 • 换热系数在大自然对流中的应用 • 案例分析
01
换热系数概述
定义与意义
定义
换热系数是指在单位时间内，单 位面积上所传递的热量与对应的 温度差之间的比值，用于描述物 体间的热量传递速率。
自然对流换热试验
自然对流换热实验报告一、实验目的（1）了解空气沿水平圆柱体表面自然流动是的换热过程，掌握实验测试技术。
（2）测定单管（水平放置）的自然对流换热系数h 。
（3）根据实验测得的有关数据，计算各实验管的Nu 数、Gr 数和Pr 数，然后用作图法或最小二乘法确定经验方程式n Gr c Nr Pr)(=中的c 值和n 值，并给出Pr Gr 的范围。
二、实验原理对铜管进行加热，热量是以对流和辐射两种方式来散发，所以对流换热量为总流量与辐射热量之差。
即r h c Φ-Φ=Φ （W ）式中：)(f w c t t hA -=Φ；UI h =Φ；⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=Φ4f 4w 0100T 100T A c r ε，所以⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛---=4f 4w 0100T 100T )()(f w f w t t c t t A UIh ε[]）（K /W ∙m 式中：c Φ为对流换热量，W ；h Φ为加热器产生的热量，W ；r Φ为辐射换热量，W;U 加热器电压，V ；I 为加热器电流，A ；ε为圆柱体表面黑度，ε=0.064；0c 为黑体辐射系数，）（420K m /W 67.5∙=c ；w t 为管壁平均温度，℃；f t 为玻璃室内空气温度，℃；A 为圆柱体的表面积，m 2；h 为自然对流换热系数，）（K /W 2∙m 。
当实验管表面温度稳定时，测定每根管的加热电压U 、电流I 、管壁温度w t 、玻璃室内温度f t ，从表中查出圆管的直径和长度，计算出圆管表面积A ，计算出其对流换热系数h 。
根据相似理论，自然对流换热的准则为Pr),(Gr f Nr =在工业中广泛使用的是比式更为简单的经验方程式，即n Gr c Nr Pr)(=式中：c 、n 是通过实验所确定的常数（在一定的Pr Gr 数值范围内）。
为了确定上述关系式的具体形式，根据测量数据计算结果求得努塞尔准则Nu 、格拉晓夫准则Gr 和普朗特准则Pr ，即λhDNu =； 23υβtD g Gr ∆=； a υ=Pr式中：Pr 、β（空气的体胀系数，1/K ）、υ（空气的运动黏度，m 2/s ）等、λ（空气的导热系数，℃）（∙m /W ）等物性参数由定性温度）（2fw t t +从气体的热物理性质表查取；2/8.9s m g =；D 为圆管壁面定型尺寸，m ；f w t t t -=∆，℃。
自然对流换热
大空间自然对流换热：周围没有其它物体阻碍换热面上边界层 形成和发展的自然对流换热。
有限空间自然对流换热：否则称为有限空间自然对流换热 。
1大空间自然对流换热
边界层：层流→紊流。
转变点取决于温差和流体 的性质 Gr Pr＞109 流态为紊流 边界层内速度分布：
y 0和y 处，均为零
y= 1 处具有最大流速
形成厚 15 mm 的竖直空气夹层。试计算通过空气夹层的自然
对流换热量。
解 定性温度 tm (tw1 tw2 ) / 2 (100 40) / 2 70℃，据此查附录得，空气物性
1.029 kg/m3 ， 20.02106 m2/s ， 0.0296 W/(m 1m/
4
(
h
)1/
9
Gr Pr 2 105 ~ 1.1107 时，
Num
0.073(Gr
Pr
)1m/
3
(
h
)1/
9
（5-32）
（5-33） （5-34）
以上各式的适用范围为： Pr 0.5 ~ 2 h / 11 ~ 42
准则的定，性温度 : tm (tw1 tw2 ) / 2
例 5-8 温度分别为 100℃和 40℃，面积均为0.50.5 m2 的两竖壁，
)1/
9
0.197
(1.002
104
)1m/
4
(
0.015 0.5
)1/
9
1.335
Num 1.335 0.0296 2.63 W/(m2 K)
0.015
自然对流换热量为
Q Ft 2.63(0.50.5)(100 40) 39.5 W
作业
1. 4.
试验三空气沿水平圆管外表面的自然对流换热系数
式中，V——烟气试样体积（毫升）； V1——烟气被KOH吸收后的体积（毫升）；
升）；V2——烟气被焦性没食子酸钾溶液吸收后的体积（毫 V3——烟气被氯化亚铜氨溶液吸收后的体积（毫升）。
⒊计算空气过剩系数
N2
N2
79 21
O2
1 2
CO
4.分析、讨论实验结果。
六、实验注意事项：
3、间隔10分钟，测一组管壁数据，直至前 后两组数据接近时为止，以这两组数据的平均值 作为计算数据Tw。
4、改变加热功率（即电压）至新工况，重 复上述步骤，进行实验4－6次。
5、操作过程：
（1）用水准瓶分别调节各吸收瓶内吸收液的液 面，使各瓶内吸收液充满至阀门处。
注意：在调节某一吸收瓶内的吸收液封时，应 关闭其他吸收瓶的开关。
（2）关闭K1至K6开关，打开K7及K8，提高水准 瓶，使指示液充满量管，将管路中空气排出，把烟 气试样接入干燥管进口，关闭K8，打开K6，降低水 准瓶，使烟气吸入量管。然后打开K8，提高水准瓶 此时吸入之烟气连同管路中的残余空气一起排出。 这样整个管路均被烟气“清洗”了一次，若“清洗” 不净，可再“清洗”1至2次。
用相似准则综合实验数据的方法，认识相似理论在 对流换热实验研究中的指导意义。
二、实验原理
当固体表面与流过该表面的流体之间存在温度 差时，固体表面与流体之间产生的热量交换现象称 为对流换热。对流换热过程是硅酸盐工业热工设备 中最主要的换热过程之一。由于对流换热一方面依 靠流体分子之间的导热作用，同时还受到流体宏观 运动的控制，因而影响对流换热的因素很多，主要 有三个方面，即流动工况、表面状态和工质物性。 从而使得对流换热过程成为所有换热过程中最复杂 的一种，亦使得实验研究成为研究对流换热过程的 一个极为重要的手段和解决问题的基本途径。
山大传热学实验二空气沿横管表面自然对流换热实验-2023 (2)
传热学实验二 空气沿横管表面自然对流换热一、 实验目的1. 测定大空间内横管周围空气自然对流时的表面传热系数；2. 根据自然对流换热过程的相似分析，将多个工况的实验数据整理成大空间自然对流实验关联式；3. 通过实验加深对相似理论和自然对流换热规律的理解，并初步掌握在相似理论指导下进行实验研究的方法。
二、 实验原理1. 被加热的水平横管，其表面壁温为t w ，周围环境空气温度为t f 。
当 t w ＞t f 时，横管附近空气由于受到横管的直接加热，导致温度升高，密度变小；又因为密度的不均匀而引起浮升力，使得横管周围的空气开始沿横管表面向上运动，而周围的空气又补充到横管周围，如此循环，形成自然对流换热。
2. 根据牛顿公式，在稳定状态下，加热横管表面由于对流换热而散失的热量Q c可由下式计算：Q c =ℎA(t w −t f ) W （1）式中：h ——壁面平均换热系数，W/（m 2·K ）； A ——横管有效换热面积，m 2； t w ——横管壁面平均温度，℃；t f ——空气主流温度，℃。
3. 考虑横管表面对空间辐射的影响，还有一部分热量由管壁以辐射方式向外散热，散热量可由下式计算：Q R =εδA [(T w 100)4−(T f100)4] W （2）式中：ε——管子表面黑度（ε1＝0.11，ε2＝ε3＝ε4＝0.15）； δ——黑体辐射常数，δ＝5.67 W/（m 2·K 4）; A ——管子表面积，m 2； T w ——管子壁面平均温度，K ；T f——空气温度，K。
4.根据式（1）和式（2），当达到稳定状态时，横管传给空气总的热量，在忽略管子端部散热的前提下，应等于管子内部电加热器所产生的热量Q，即Q= Q c+Q R=IU，因此若测得壁温t w和空气温度t f，那么对流换热系数h，可由下式求得：ℎ=Q−Q RA(t w−t f)=IU−εδA[(T w100)4−(T f100)4]A(t w−t f)（3）5.根据相似原理，自然对流换热过程准则方程由（4）式所示：Nu=C(Pr∙Gr)n（4）Nu=ℎdλ（5）Pr=νa（6）Gr=gβd3Δtυ2（7）式中：Nu——努塞尔数；Gr——格拉晓夫数；Pr——普朗特数，由定性温度查附录空气参数表；λ——空气导热系数，W/(m·K)；d——横管外径，m；β——空气的体积膨胀系数，理想气体β=1t m+273.15，-1K；ν——流体运动粘度，m2/s；Δt——壁面与空气的温差，℃。
对流传热系数
依靠流体微团的宏观运动而进行的热量传递。
这是热量传递的三种基本方式之一。
化工生产中处理的物料大部分是流体，流体的加热和冷却都包含对流传热。
在化工生产中，对流传热在习惯上专指流体与温度不同于该流体的固体壁面直接接触时相互之间的热量传递。
这实际上是对流传热和热传导两种基本传热方式共同作用的传热过程。
例如间壁式换热器中的流体与间壁侧面之间的热量传递，反应器中固体物料或催化剂与流体之间的热量传递，都是这样的传热过程。
类型按流体在传热过程中有无相态变化，对流传热分两类：①无相变对流传热。
流体在换热过程中不发生蒸发、凝结等相的变化，如水的加热或冷却。
根据引起流体质点相对运动的原因，对流传热又分自然对流和强制对流。
自然对流是由于流体内各部分密度不同而引起的流动（如散热器旁热空气的向上流动）；强制对流是流体在外力（如压力）作用下产生的流动。
强制对流时流体流速高，能加快热量传递，因而工程上广泛应用。
②有相变对流传热。
流体在与壁面换热过程中，本身发生了相态的变化。
这一类对流传热包括冷凝传热和沸腾传热。
对流传热机理流体的运动对传热过程有强烈影响。
当边界层中的流动完全处于层流状态时，垂直于流动方向上的热量传递虽然只能通过流体内部的导热，但流体的流动造成了沿流动方向的温度变化，使壁面处的温度梯度增加，因而促进了传热。
当边界层中的流动是湍流时，壁面附近的流动结构包括湍流区、过渡区和层流底层。
湍流区垂直于流动方向上的热量传递除了热传导外，主要依靠不同温度的微团之间剧烈混合，即依靠对流传热。
此传递机理与湍流区中的动量传递机理十分类似。
垂直于流动方向上的热量通量为：式中εh称涡流热扩散系数(与流体的流动状况有关)；λ为热导率;cp、ρ分别为流体的等压比热容和密度;dT/dy为垂直于流动方向的温度变化率。
由于εh一般比λ大得多,故湍流区的对流传热热阻很小,所以此区的温度下降也很小。
在层流底层中热量传递只能靠热传导。
由于流体的热导率一般很小,所以即使该层很薄,仍是传热过程的主要热阻，相应的温度下降很大。
《传热学》实验 自然对流横管管外传热系数测试
实验 自然对流横管管外传热系数测试一、实验目的和要求1.了解空气沿管表面自然对流传热的实验方法，巩固课堂上学习的知识；2.测定单管的自然对流传热传热系数h ；3.根据对自然对流传热的相似分析，整理出准则方程式。
二、实验原理对铜管进行电加热，热量应是以对流和辐射两种方式来散发的，所以对换热量为总热量与辐射热换热量之差，即：r c Φ+Φ=Φ)(f c t t hF -=Φω⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=44)100(100()()(f f f T T t t Co t t A IV h ωωεωΦr ——辐射换热量Φc —对流换热量ε—试管表面黑度C o —黑体的辐射系数t ω—管壁平均温度t f —室内平均温度h —自由运动系数根据相似理论，对于自由对流放热，努谢尔特数Nu 是葛拉晓夫数Gr ，普朗特数Pr 的函数即：)(r r u P G f N =可表示为nr r u P G c N )(=其中c 、n 是通过这个实验所确定的常数。
为了确定上述关系式的具体形式，根据所测定的数据计算结果求得准则数：λhdNu =33v d t g Gr v α∆=Pr 、αv 、λ、v 物性参数由定性温度从教科书中查出。
改边加热量，可求得一组准则数，把几组数据标在对数坐标纸上得到以Nu 为纵坐标、以Gr 、Pr 为横坐标的一系列点，一条直线，使大多数点落在这条直线上或周围，根据：这条直线的斜率即为n,截距为c 。
Pr)lg(lg lg ⋅+=Gr n c Nu三、实验装置以及测量仪表实验装置有试验管（四种类型），测量仪表有电位差计、TDGC型接触式调压器、稳压器、电流表、电压表。
实验管上有热电偶嵌入管壁，可反应出管壁的热电势；电位差计用于测量室内和管壁的电热势；稳压管可稳定输入电压，使加热管的热量保持一定；电压、电流表测定电加热器的电压和电流。
如图7-1所示。
图7-1四、实验步骤1.按电路图接好电线，经指导老师检查后接通电源；2.调整稳压器，对试验管加热；3.稳定六小时后，开始测管壁温度，计下数据；4.间隔半小时再计一次，直到两组数据一致为止；5.选两组接近的数据取平均值，作为计算数据；6.计下半导体温度计指示的空气温度或用玻璃温度计；7.经过指导老师同意，将调压器调整回零位，切断电源。
对流换热量计算公式
对流换热量计算公式对流换热是物体或空气内气体粒子之间相互间接接触而发生的热量交换过程。
它包括散射传播，比如温度差引起的热量传递，以及气体内的温度梯度能引起的热量传导现象。
由于温度梯度的影响，高温气体中的分子热和体积能释放出来，从而使得低温气体中的分子热和体积能增加，从而使低温气体向周围空气温度高的方向辐射热量，从而实现换热。
二、对流换热量计算公式对流换热量计算公式可以用来衡量对流换热的大小：Q=hA(T2-T1)，其中，Q是换热量，单位是W，h是换热系数，A是换热表面积，单位是m2，T1、T2分别为表面温度向量的温度值。
当换热的表面积A和温度差都是已知的时候，可以使用以上计算公式来计算换热量Q。
此时换热系数h通常被称为对流换热系数，对流换热系数又可以分为气体对流换热系数、液体对流换热系数和固体对流换热系数。
气体对流换热系数是指空气中气体的换热系数，用来衡量气体的换热能力。
由于气体的存在，空气中总有一个温度分布，温度越高的区域总是以一定的速率向温度越低的区域辐射热量，而这个热量辐射机制就是指气体对流换热的作用，也就是气体对流换热系数。
液体对流换热系数指的是液体中液体粒子间温度差引起的换热现象。
由于液体比空气有更大的密度，所以液体换热速度也比空气更快，因此液体对流换热系数也比气体对流换热系数要大。
固体对流换热系数指的是固体中固体粒子间温度差引起的换热现象。
由于固体的热传导性能比液体好，因此固体对流换热系数也比液体对流换热系数要大。
三、计算步骤1.首先，要计算对流换热量，就必须知道不同表面之间的温度差，以及换热表面积A，换热系数h；2.其次，建立热力学平衡模型，利用模型来计算换热量Q；3.最后，根据换热量和换热表面积来求得温度差。
四、注意事项1.在求解对流换热量时，一定要正确地估算换热表面积和对流换热系数，以精确地求出换热量；2.表面的表面粗糙或表面的湿度会影响对流换热，因此在计算过程中应考虑清楚；3.在计算过程中，也要考虑温度梯度本身也会随着温度而变化，温度梯度越大，温度差就越大，换热量也会越大。
空气自然对流换热
第一节 热交换设备的传热过程及传热计算
三、通过肋壁的传热
在制冷及低温工程中，通常会遇到两侧表面传热系数 相差较大的传热过程。例如：一侧是单相液体强迫对流换 热或相变换热(沸腾或凝结换热)，其表面传热系数一般在 500W/(m2· K) 以上；另一侧是气体强迫对流换热或自然对 流换热，表面传热系数一般在50W/(m2· K)以下。这种情况 下，强化传热主要考虑的是增强表面传热系数较小一侧壁 面的对流换热，由于增大流速所起的作用有限，且会增加 风机的耗能，一般采用加肋方式扩展换热面积以增大肋侧
侧的对流换热热阻是1/βηho，而未加肋时为1/ho，加肋后热 阻减小的程度与 (βη) 有关。由肋化系数的定义易知 β ＞ 1 ， 其大小取决于肋高与肋间距。增加肋高可以加大β，但增加 肋高会使肋效率ηf降低。减小肋间距也可以加大β，但肋间 距过小会增大流体的流动阻力。一般肋间距应
第一节 热交换设备的传热过程及传热计算
第一节 热交换设备的传热过程及传热计算
一、通过平壁的传热
对于无内热源、热导率λ为常数、厚度为δ、两侧流体 温度为tf1与tf2、表面传热系数为h1与h2的单层无限大平壁的 稳态传热过程，通过平壁的热流量可由下式计算： (6－1) kA(t f 1 t f 2 ) kAt 式中：φ－通过平壁的热流量，W； A－传热面积，m2； K－传热系数，W/(m2· K)。 式(6－1)可改写热流密度的形式 q kt (6－2) 式中：q—热流密度，W/m2。
第一节 热交换设备的传热过程及传热计算
整个传热过程可分成三个分过程：高温流体与壁面的
对流换热、平壁导热以及壁面向低温流体的对流换热。传 热系数为 1 k (6－3) 1 1 hi ho 相应的传热热阻为
flotherm 空气对流换热系数的设定
我做过热测试，用FLUK实时监控测试点的温度，基本上很少有冲很高的。
仿真计算的是稳态，前面的冲高可以忽略不计。
如果是瞬态就要全程监控温度。
我只知道静止空气对流换热系数一般为6W(m^2*K);Flotherm中一般都是这么设定的；对流换热系数大致范围：对流换热现象换热系数W/m2.K空气自然对流3~10气体强迫对流20~100水自然对流200~1000水强迫对流1000~15000牛顿方程：q=aS(tf-tw) q为对流换热的热流，a为换热系数，S为固体壁面换热面积，tf 为流体温度，tw为固体壁面温度。
对流换热系数a与流体的物理性质、流动状态和速度、固体壁面物理性质、形状位置都有关，比如同样的流体在紊流和层流时换热系数就不一样，所以不同情况下对流换热系数a是不一样的，书上的一些换热系数是通过实验方法得到的一些大致范围，供大家参考，自己随意输入一个换热系数是不科学的，flotherm里面应该内置计算公式来根据具体情况去自动求解流体与壁面间的换热。
当然要设置！我询问了美国同事，mild steel的enclosure，top surface设8，bottom surface设4，side surface 设6我知道你说的公式，可是公式里的那几个参数你能否准确知道？比如雷诺数、普朗特数、特征尺寸？如果没有准确数值，自己算出来的换热系数就不一定对了。
另外，不同的情况下，雷诺数、普朗特数、特征尺寸都是不一样的，当然换热系数也不一样了，我不知道“空气对流换热系数一般为6W(m^2*K)“这个结论依据的是不是实验得出的数据。
不过，你可以问问那些做案例的高手，请他们帮忙解释一下。
谢谢你给出的经验数值我觉得需要设置的情况是求解区域和设备壳体外表面重合时，也就是求解区域刚好包住设备壳体时，才需要设置壳体外表面与周围环境的换热系数，当求解区域远大于设备壳体外形时，不需要设置（当然设置也没事，因为不起作用），我平时就将求解区域设置较大，这样的缺点是求解网格较多，求解时间长，好处是能对周围空气状况有了解。
空气的自然对流换热系数
空气的自然对流换热系数
空气的自然对流换热系数取决于流体的性质、流动的几何形状、表面布局和绝热性质等，根据实验结果和经验公式，可以得出如下的
一些典型值：
1. 平板垂直于水平面的自然对流换热系数为5~25 W/（m2·K）；
2. 平板和水平面夹角为30~45度时，自然对流换热系数为10~50 W/（m2·K）；
3. 圆柱形物体自然对流换热系数为5~25 W/（m2·K）；
4. 球形物体自然对流换热系数为10~30 W/（m2·K）。
需要注意的是，空气的自然对流换热系数随环境条件的变化而变化，如温度、压力、湿度等因素的影响，因此应该在特定条件下进行
实验或计算。
对流换热系数的测定方法
对流换热系数的测定方法实验传热学对流换热系数测定方法总结对流换热系数测定方法总结目录一、前言...................................................................... ...................................... 2 二、管内对流换热系数的瞬态测量法 ........................................................... 3 三、窄环隙流道强迫对流换热实验 (4)四、双侧加热窄环隙流道强迫对流换热实验 (5)五、无相变流体在内斜齿螺旋槽管内强化对流换热实验 (6)六、基于集总参数法的瞬态对流换热系数测定 (8)七、总结...................................................................... .................................... 10 八、参考文献 ..................................................................... .. (11)1一、前言工程上把流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程称为对流传热。
对流传热的基本计算式是牛顿冷却公式，及分别为q,h(t,t)ttwwff 2壁面温度和流体温度，即为表面传热系数，单位是。
表面传热系数W/(m,K)h 的大小与对流换热过程中的许多因素有关。
它不仅取决于流体的物性以及换热表面的形状、大小与布置，而且还与流速有密切的关系。
牛顿冷却公式并不是揭示影响表面传热系数的种种复杂因素的具体关系式，而仅仅给出了表面传热系数的定义。
确定对流换热系数h有两条途径:一是理论解法;一是实验解法。
理论解法是在所建立的边界层对流传热微分方程的基础上，通过教学分析解法、积分近似解法、数值解法和比拟解法求得对流传热系数h的表达式或数值。
自然对流换热系数
自然对流换热系数对流传热系数一般指表面传热系数。
对流传热基本计算式——牛顿冷却公式中的比例系数，以前又称为对流换热系数，是由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程，只能发生在有流体流动的场合单位是w/(㎡*k)，含义是对流换热速率，反应了对流传热的快慢，对流传热系数越大，表示对流传热越快。
原理表面传热系数通常靠实验方法确认。
流体的热传导促进作用对于对流成套过程存有非常大影响。
流体流动时与壁面出现摩擦，摩擦力并使流体运动中断，越紧邻壁面的流体流动速度减少越多，紧扣壁面的流体几乎停滞不前。
在摩擦的迟滞促进作用明显影响范围内，壁面附近构成一层很厚的流动边界层。
流体流动速度越大，流体对壁面的冲刷促进作用越弱，流动边界层越厚，薄薄的流动边界层之所以令人高度关注是因为构成与它有关的成套边界层(也表示温度边界层)。
不论是壁冷却流体还是流体冷却壁，热流都必须通过成套边界层展开热传导传达。
在返回成套边界层步入主流区之后，流体对流混合促进作用进一步增强。
边界层的热传导热阻形成对流成套热阻的主要部分，成套温差的大部分促进作用在薄薄的边界层。
表面传热系数是对流传热基本计算式——牛顿冷却公式（newton‘s law of cooling）中的比例系数，一般记做h，以前又常称对流换热系数，单位是w/(㎡*k)，含义是对流换热速率，在数值上等于单位温度差下单位传热面积的对流传热速率。
公式表面传热系数符号为h，(α)；q =h(ts-tr)。
式中：ts是表面温度；tr是表征外部环境特性的参考温度。
热学的量。
si单位：w/(m2·k) (瓦〔特〕每平方米开〔尔文〕)。
牛顿加热公式：流体被冷却时 q=h（tw-tf）流体被冷却时 q=h（tf-tw）其中，tw及tf分别为壁面温度和流体温度，℃。
如果把温差（亦称温压）记为δt，并签订合同永远为正值，则牛顿加热公式可以则表示为：q=hδtφ=haδt其中q为热流密度，单位就是瓦/平米（w/㎡），φ为热流，单位就是瓦（w）。
铜与空气的自然换热系数
铜与空气的自然换热系数铜是一种常见的金属材料，具有良好的导热性能。
在自然状态下，铜与空气之间会发生热量的交换，这种交换的速率可以用自然换热系数来描述。
本文将详细介绍铜与空气的自然换热系数及其影响因素。
一、什么是自然换热系数？自然换热系数是指在自然条件下，单位面积上的热量通过传导和对流的方式与周围环境进行交换的速率。
换热系数越大，热量交换越迅速，反之则越慢。
二、铜与空气的自然换热系数铜是一种导热性能极好的金属，因此其与空气之间的热量交换速率相对较快。
根据实验数据和理论计算，铜与空气的自然换热系数大约在5-25 W/(m^2·K)之间。
具体数值会受到多种因素的影响，接下来将详细介绍这些影响因素。
1. 表面温度差异铜与空气之间的热量交换速率与铜表面和空气之间的温度差异有关。
温度差异越大，热量交换越快。
因此，在相同条件下，铜表面温度较高的情况下，自然换热系数会相对较大。
2. 铜表面状态铜表面的状态也会对自然换热系数产生影响。
如果铜表面光滑平整，与空气之间的接触面积大，热量交换速率就会相对较快。
相反，如果铜表面粗糙不平，接触面积减小，自然换热系数就会减小。
3. 空气流动情况空气的流动情况也是影响自然换热系数的重要因素。
当空气静止时，热量只能通过传导的方式进行交换，自然换热系数较小。
而当空气流动时，会形成对流，使热量交换更加迅速，自然换热系数相应增大。
4. 环境温度环境温度也会对自然换热系数产生影响。
在较高的环境温度下，铜与空气之间的温度差异较小，热量交换速率较慢，自然换热系数减小。
而在较低的环境温度下，温度差异增大，热量交换速率增加，自然换热系数增大。
三、应用与意义对于工程设计和热力学分析来说，了解铜与空气的自然换热系数具有重要意义。
在设计散热器、冷却设备等热交换器件时，需要考虑铜与空气之间的热量交换速率，以确保设备的正常运行。
同时，科学合理地利用铜与空气的热量交换特性，可以提高能源利用效率，减少能源浪费。
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空气的自然对流换热系数
1. 前言
空气的自然对流换热系数是指风或自然对流使物体与周围环境之
间发生换热的系数。
研究自然对流换热系数对于建筑、工业和环境等
领域都具有重要意义。
本文将对空气的自然对流换热系数的概念、影
响因素、计算方法及应用进行详细介绍。
2. 概念
空气的自然对流换热系数是指在自然状态下，在物体表面的温度
差引起自然对流，导致物体与周围环境之间发生换热的系数，记为h。
它的单位是瓦特/平方米•开尔文（W/(m²•K)）。
3. 影响因素
空气的自然对流换热系数受多种因素影响，主要有以下几个方面：3.1 波动数
波动数是指物体表面所受的流体单元数，它是影响自然对流换热
系数的关键因素之一。
波动数越大，自然对流换热系数越高。
3.2 物体的尺寸和形状
在考虑物体的尺寸和形状时，应特别关注物体的曲率，因为曲率
会影响自然对流的速度和强度，从而影响自然对流换热系数。
3.3 物体表面的粗糙度
物体表面的粗糙度也会对自然对流换热系数产生影响。
粗糙表面
可以增加传热面积，从而增加自然对流换热系数。
相反，光滑表面会
降低自然对流换热系数。
3.4 温度差
物体表面与周围环境的温度差也会影响自然对流换热系数。
温度
差越大，自然对流换热系数越高。
3.5 环境温度
环境温度也会对自然对流换热系数产生影响。
在低温环境下，空
气粘度增加，导致自然对流速度减缓，从而降低自然对流换热系数。
4. 计算方法
自然对流换热系数的计算方法一般包括经验公式和数值模拟两种。
4.1 经验公式
经验公式是通过实验和经验得到的经验公式，适用于特定条件下
的自然对流换热系数计算。
目前常用的经验公式有:
Nusselt数的计算公式：
Nu = 0.60 + 0.387Ra^(1/6) 当Pr>0.6时
Nu = 0.54 + 0.0296Ra^(1/3) 当Pr<=0.6时
其中，Ra为雷诺数，Pr为普朗特数。
自然对流换热系数的计算公式：
h = Nu*k/L
其中，k为空气的热传导系数，L为特征长度。
4.2 数值模拟
数值模拟是通过计算机模拟的方法，对特定情况下的自然对流换热现象进行数值计算和分析。
数值模拟方法的优点是可以得到更加精确的计算结果，能够计算更加复杂的情况。
但其缺点是需要消耗大量的计算资源和时间。
5. 应用
自然对流换热系数的应用十分广泛，主要包括以下几个方面：5.1 建筑领域
在建筑领域，自然对流换热系数的研究应用十分广泛，特别是在建筑节能、通风和空调等领域。
通过合理地设计建筑结构、采用适当的保温材料、加强通风等措施，可以有效地提高建筑的自然对流换热系数，减少室内能量的损失。
5.2 工业领域
在工业领域，自然对流换热系数的研究应用主要集中在工业炉、锅炉、换热器等设备中。
通过研究和改善自然对流换热系数，可以提高工业设备的热效率和节能效果。
5.3 环境领域
在环境领域，自然对流换热系数的研究应用主要集中在环境污染预测、大气边界层研究等方面。
通过研究自然对流换热系数，可以更好地了解空气的流动规律，为环境保护和治理提供重要参考。
6. 结论
空气的自然对流换热系数是建筑、工业和环境等领域研究的重要内容。
本文对其概念、影响因素、计算方法及应用进行了详细介绍。
通过加强对自然对流换热系数的研究和应用，可以有效提高能源利用效率，减少环境污染，实现可持续发展。