对流换热计算式

换热管换热面积计算公式1.对流换热的换热面积计算公式：对流换热是通过流体的流动进行热量传递的方式。

在换热管内，流体存在一定速度和流动方向，局部形成了较强的对流换热条件。

对于内部表面，对流换热面积的计算需要考虑流体的流通区域。

对于流体流过换热管的内弯曲段或弓形段，可以通过计算该段流体的流通面积来得到对应的对流换热面积。

对于流体流过换热管的外弯曲段或弓形段，则可以通过计算流体在该段的平均传热系数和该段的周长来得到对应的对流换热面积。

2.辐射换热的换热面积计算公式：辐射换热是通过热辐射进行能量传递的方式。

在换热管内，换热管的壁面和流体之间存在一定的温度差，从而产生热辐射。

对于辐射换热，其换热面积的计算需要考虑辐射的传热机理。

辐射换热的换热面积通常通过表面的辐射换热系数和流体的热辐射强度来计算。

可以根据具体的几何形状和辐射特性来确定对应的换热面积计算公式。

3.对流和辐射复合换热的换热面积计算公式：有些情况下，换热过程既存在对流换热又存在辐射换热。

此时，换热面积的计算需要综合考虑对流和辐射两个换热方式的贡献。

对于同时存在对流和辐射的换热过程，可以通过将对流换热和辐射换热的换热面积分别计算出来，然后将二者相加来得到总的换热面积。

需要注意的是，具体的换热面积计算公式会受到多种因素的影响，如流体的性质、流动状态和流体和壁面的温度差等。

在实际应用中，可以根据具体的情况和要求来选择合适的换热面积计算公式。

总结起来，换热管换热面积的计算公式需要根据具体的换热方式和情况而定。

对于对流换热、辐射换热以及对流和辐射的复合换热，都可以通过相应的公式来计算换热面积。

在实际应用中，需要根据具体的情况选择合适的计算方法，并考虑到各种因素的影响。

对流换热系数经验公式(二)对流换热系数经验公式1. 引言对流换热是指通过流体（常为气体或液体）与固体接触而发生的热量传递过程。

在工程和科学领域，人们需要计算对流换热系数以预测和优化热传递过程。

对流换热系数经验公式是一种经验关系，能够在缺乏详细流体力学和热力学特性数据时提供近似值。

2. 常见对流换热系数经验公式以下是一些常用的对流换热系数经验公式及其应用领域。

努塞尔数（Nu）公式努塞尔数是对流换热系数的无因次表示，定义为传热系数（h）与传导系数（k）的比值。

常见的努塞尔数公式有：•冷管壁（Re<2x10^5）：Nu = * Re^ * Pr^–这个公式适用于水或气体在圆管内的对流换热。

–Re是雷诺数，Pr是普朗特数。

•流动介质为空气：Nu = * Re^ * Pr^–这个公式适用于空气在管内的对流换热。

辐射换热公式对于辐射换热，可以使用斯特凡—玻尔兹曼定律，例如：•辐射换热系数（hr）= ε * σ * (T1^2 + T2^2) * (T1 + T2)–hr是辐射换热系数，ε是辐射率，σ是斯特凡—玻尔兹曼常数，T1和T2是物体的绝对温度。

–这个公式适用于通过辐射传热的情况。

3. 示例说明下面通过两个示例来说明对流换热系数经验公式的应用。

冷管内的对流换热假设有一根内径为10mm的铜管内流动的水流体，当水的流速为1 m/s时，根据努塞尔数公式可以计算出对流换热系数：Nu = * Re^ * Pr^ = * (ρ * V * D / μ)^ * (μ * Cp / k)^其中，ρ是水的密度，V是流速，D是管径，μ是动力粘度，Cp是比热容，k是导热系数。

假设水的温度为20°C，根据水的性质数据，可以计算出相关的参数值，代入公式得到对流换热系数。

辐射换热假设有两个热源，温度分别为500°C和200°C，它们之间的辐射换热系数可以用斯特凡—玻尔兹曼定律计算：hr = ε * σ * (T1^2 + T2^2) * (T1 + T2)假设热源的辐射率为，则代入公式可以计算出辐射换热系数。

热传递热量计算公式
热传递是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

热传递的计算可以通过多种公式来实现，具体取决于热传递的方式。

以下是一些常见的热传递计算公式：
1. 热传导（导热）的计算公式：
热传导是指热量通过物质内部传递的过程。

其计算公式可以用傅立叶定律来表示：
Q = -kAΔT/Δx.
其中，Q表示传导热量，k表示热导率，A表示传热面积，ΔT表示温度差，Δx表示传热距离。

2. 热对流的计算公式：
热对流是指热量通过流体（气体或液体）对流传递的过程。

其计算公式可以用牛顿冷却定律来表示：
Q = hAΔT.
其中，Q表示对流热量，h表示对流换热系数，A表示传热面积，ΔT表示温度差。

3. 热辐射的计算公式：
热辐射是指热量通过辐射传递的过程。

其计算公式可以用斯特藩-玻尔兹曼定律来表示：
Q = εσA(T₁^4 T₂^4)。

其中，Q表示辐射热量，ε表示发射率，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，A表示辐射面积，T₁和T₂分别表示两个物体的绝对温度。

以上是一些常见的热传递计算公式，它们分别适用于不同的热传递方式。

在实际问题中，需要根据具体情况选择合适的公式进行计算。

第八讲对流换热convection heat transfer§8-1 对流换热基本概念一、对流换热过程：对流：是指物体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的能量传递方式，必有导热。

对流换热：流体流过一物体表面时对流与导热联合作用的热量传递过程。

牛顿冷却定律Newton’s law of coolingwt ft 如：f w t t t -=∆th q ∆=hAtt Ah qA Φ1∆=∆==为对流传热热阻hA R 1=二、流动边界层1. 流动(速度)边界层：靠近壁面处流体速度发生显著变化的薄层边界层的厚度(boundary layer thickness):达到主流速度的99%处至固体壁面的垂直距离边界层的特点(1) 有层流(laminar flow),紊流(turbulent flow)之分.•分界点Re c=3X105~3X106,一般可取Re c=5X105•在湍流区,贴壁面还有一极薄的层流底层（粘性底层）(2) δ=δ(x) x↑δ(x)↑(3) δ(x) << x δ(L) << L(4) 流场分为: 主流区(undisturbed flow regime)(potential)边界层区(boundary regime)三、换热微分方程无滑移边界条件（傅里叶定律）0=∂∂-=y yt A λΦ变化率贴壁处流体的法向温度式中：→∂∂=0y y t 联立，得与牛顿冷却公式t hA ∆=Φ0=∂∂-=y y t t h ∆λ四、影响对流换热的因素⏹流动产生的原因：受迫流动，自然对流⏹流体流动情况：层流（Re<2300），紊流（Re>10000）⏹流体的物性：ρ、λ、η等⏹换热面的形状和位臵⏹流体集态的改变§8-2 对流换热基本方程组1.连续性方程(continuity equation)0=∂∂+∂∂yv x u •2.动量方程(momentum equation)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂22222222y v x v y p F y v v x v u v y u x u x p F y u v x u u u y x ητρητρ惯性力(inertial force)体积力(body force)压力梯度(pressuregradient)粘性力(viscous force)3.能量守恒方程（energy equation)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂2222y t x t a y t v x t u t τ能量变化对流项导热项以此五个量为分析基础。

1.热对流
热对流：是指由于流体的宏观运动使物体不同的流体相对位
移而产生的热量传递现象。

特点：只能发生在流体中；必然伴随有微观粒子热运动产生
的导热。

对流换热：流体与固体表面之间的热量传递。

对流换热公式如下：
Q t w t f F
式中，Q 为对流换热量，单位为W；
t w、 t f为壁面和流体的平均温度，单位为℃；
2
F 为对流换热面积，单位为m；
为对流换热系数，单位为W / m2 C 。

2.热辐射
辐射：是指物体受到某种因素的激发而向外发射辐射能的现象。

热辐射：由于物体内部微观粒子的热运动（或者说由于物体自身的温度）而使物体向外发射辐射能的现象。

辐射换热：当物体之间存在温差时，以热辐射的方式进行能量交换的结果使高温物体失去热量，低温物体获得热量，这种热量
传递称为辐射换热。

两物体辐射换热的公式如下：
4
T24
T1
F1
Q C n
100
100
式中， C n为辐射系数；
T1、 T2为两物体的温度；
F1为辐射体的辐射表面积。

对流换热系数对流换热是一种重要而广泛应用的传热方式，在工程领域中有着重要的应用。

对流换热系数是描述对流换热过程性质的一个重要参数，它决定了换热的效率和速率。

本文将介绍对流换热系数的定义、影响因素以及计算方法。

定义对流换热系数（Convective Heat Transfer Coefficient）是指在流体与物体之间的传热过程中，单位面积上的热量传递量与温度差之比。

对流换热系数的单位是[W/(m^2·K)]，表示单位面积上的热量传递量（单位是W）在温度差（单位是K）下的变化量。

影响因素对流换热系数受多个因素的影响，下面列举了一些主要因素：流动状态流动状态是指流体在传热过程中的流动形态。

一般而言，对流换热系数在湍流状态下较大，而在层流状态下较小。

湍流状态下，流体的速度分布较为复杂，产生的湍流涡旋有利于热量的传递，因此对流换热系数增大。

层流状态下，流体速度分布较为均匀，湍流涡旋较少，导致传热速率较慢，对流换热系数较小。

流体性质流体的性质也会对对流换热系数产生影响。

一般而言，流体的导热性能越好，对流换热系数越大。

此外，流体的物理性质如密度、粘度等也会对对流换热系数产生影响。

例如，流体的粘度越大，对流换热系数越小。

流体属性流体属性指的是流体的运动特性，包括流速、改变流动方向的装置、表面粗糙度等。

流速越大，对流换热系数越大。

在流体通过管道或管束等装置时，装置的几何形状和尺寸也会影响对流换热系数。

表面粗糙度越大，对流换热系数越大。

温度差温度差是指流体和物体之间的温度差值。

温度差越大，对流换热系数越大。

这是因为温度差越大，传热驱动力越大，导致对流换热系数增大。

计算方法计算对流换热系数的方法有多种，常用的包括理论计算方法和实验测量方法。

理论计算方法理论计算方法是基于基本的传热方程和传热模型进行计算。

常用的理论计算方法有经典的Dittus-Boelter公式、Gnielinski公式以及Churchill-Bernstein公式等。

热对流公式热对流公式是描述热量传递过程的数学公式，它在物理学和工程领域中有着重要的应用。

热对流公式能够帮助我们理解和预测热量如何在流体中传递的过程。

在本文中，我们将探讨热对流公式的应用和意义。

热对流是一种热传导的方式，它通过流体的对流运动来传递热量。

对流是指流体中由于温度差异而引起的流动现象。

热对流公式描述了热量传递的速率和温度差之间的关系，它可以用来计算流体中的热传导速率。

热对流公式的一般形式如下：q = h * A * (T1 - T2)其中，q表示热量传递速率，h表示对流换热系数，A表示传热面积，T1和T2分别表示两个接触面的温度。

热对流公式的应用非常广泛。

在工程领域中，我们经常需要计算热量传递速率，以设计和优化热交换设备。

例如，在空调系统中，我们需要计算冷却器和蒸发器之间的热量传递速率，以确保系统的正常运行。

通过使用热对流公式，我们可以确定合适的换热面积和换热系数，以满足系统的要求。

另一个应用热对流公式的领域是建筑物的能源效率改进。

在冬季，我们希望减少室内和室外温度之间的热量传递，以节省能源。

通过使用热对流公式，我们可以计算建筑物外墙的传热速率，并选择合适的保温材料和结构设计来减少热量损失。

热对流公式还可以应用于热力学和天气预报等领域。

在热力学中，我们可以使用热对流公式来计算流体中的能量转化率。

在天气预报中，我们可以使用热对流公式来预测大气中的温度变化和风向风速等参数。

然而，热对流公式并不适用于所有情况。

它是基于一些假设和近似，并且只适用于稳态和定常的热传导过程。

在一些特殊情况下，如非稳态或非定常的热传导，或者在复杂的流体流动中，热对流公式可能不再适用。

热对流公式是描述热量传递过程的重要工具，它在物理学和工程领域中有着广泛的应用。

通过使用热对流公式，我们可以计算热量传递速率，优化能源效率，预测天气变化等。

然而，我们也需要注意热对流公式的适用范围和限制，以确保计算结果的准确性和可靠性。

对流换热热阻计算公式嘿，咱们来聊聊对流换热热阻计算公式这回事儿。

先给您说个我遇到的事儿哈。

有一回，大夏天的，我去一个老旧的工厂车间帮忙检修设备。

那车间里的温度，简直能把人蒸熟！我就发现那些机器散热特别慢，热得不行。

这时候我就想到了对流换热热阻这个概念。

咱们先来说说啥是对流换热热阻。

简单来讲，它就像是一道关卡，阻挡着热量从一个地方顺利地传递到另一个地方。

您可以把它想象成一条狭窄的通道，热量要通过它可不容易，会受到各种阻碍。

那这对流换热热阻的计算公式是咋来的呢？其实就是根据热量传递的规律和一些物理原理推导出来的。

比如说，它和流体的流速、温度差、物体的表面积以及流体的物性参数都有关系。

具体的公式呢，通常是这样表示的：R = 1 / (hA) ，这里的 R 就是对流换热热阻，h 是对流换热系数，A 是换热面积。

您看，就这么几个字母和符号，里面可藏着不少学问。

比如说这对流换热系数 h ，它可不是个固定的值，会受到很多因素的影响。

像流体的种类，是水还是空气，或者是其他的什么液体、气体；还有流体的流动状态，是层流还是湍流，这差别可大了去了。

再说说这换热面积 A 。

您可别觉得这就是简单地量一量物体的表面积就完事儿了。

在实际情况中，有时候物体的形状不规则，或者是多个物体组合在一起，这计算面积的事儿就变得复杂起来。

给您举个例子，就拿咱们家里的暖气片来说。

它的表面不是平平整整的，有好多的翅片和管道。

要计算它和空气之间的对流换热热阻，就得仔细地考虑每一部分的面积和对换热的贡献。

在实际应用中，这个对流换热热阻计算公式可太有用了。

比如说设计空调系统，工程师们就得根据房间的大小、室内外的温度差，还有空调的制冷能力，来计算出合适的换热器面积和风扇的风速，这样才能保证空调能有效地调节室内温度。

再比如说汽车发动机的冷却系统，要是对流换热热阻没算好，发动机就可能过热，那可就麻烦大了。

回到开头我在那个车间的经历，后来经过仔细的检查和计算，我们发现就是因为通风系统设计不合理，导致对流换热效果差，热阻大，机器才热得不行。

传热热负荷的计算公式
传热热负荷是指单位时间内通过物体的热量，通常用单位功
率（W）表示。

计算传热热负荷的公式根据具体情况而定，常
用的计算公式如下：
1.对流传热热负荷计算公式：
传热热负荷=对流换热系数×整体传热面积×温度差
其中，对流换热系数表示物体表面与流体之间的传热能力，
单位为W/(m^2·K)；整体传热面积表示物体的传热面积的总和，单位为m^2；温度差表示物体表面温度和流体温度之间的差值，单位为K。

2.辐射传热热负荷计算公式：
传热热负荷=辐射系数×表面发射率×整体传热面积×(表面温度^4环境温度^4)
其中，辐射系数为StefanBoltzmann常数，值约为
5.67×10^(8)W/(m^2·K^4)；表面发射率表示物体表面的辐
射能力，取值范围为0到1；表面温度为物体表面的温度，单
位为K；环境温度为物体周围环境的温度，单位为K。

3.导热传热热负荷计算公式：
传热热负荷=热传导系数×整体传热面积×温度差/物体厚度
其中，热传导系数表示物体对热传导的能力，单位为
W/(m·K)；整体传热面积表示物体的传热面积的总和，单位为m^2；温度差表示物体的两侧温度差值，单位为K；物体厚度表示传热的距离，单位为m。

需要注意的是，以上计算公式仅适用于特定情况下的传热热负荷计算，具体的计算公式还需要针对具体的应用场景和热传导方式进行选择和修正。

在实际应用中，可以根据具体需求和实际情况选择适合的计算公式进行计算。

对流散热计算公式对流散热是我们在物理学和热学中会遇到的一个重要概念，而要准确计算对流散热，那就得依靠特定的公式啦。

咱们先来说说对流散热到底是啥。

想象一下，冬天里你站在窗户边，能感觉到冷风嗖嗖地往身上吹，让你觉得更冷，这就是对流在“搞鬼”。

它其实就是流体（像空气、水这类能流动的东西）与固体表面之间的热量交换过程。

那对流散热的计算公式到底是啥呢？一般来说，对流散热的热流量可以用公式q = h × A × ΔT 来计算。

这里的 q 表示热流量，单位是瓦特（W）；h 是对流换热系数，单位是瓦每平方米开尔文（W/(m²·K)）；A 是固体与流体接触的表面积，单位是平方米（m²）；ΔT 则是固体表面与流体之间的温度差，单位是开尔文（K）。

为了让大家更明白这个公式，我给大家讲个我自己的经历。

有一次我在家里修电扇，这电扇用久了转得慢吞吞的，还发热得厉害。

我就想着把它拆开清理清理，看看能不能解决问题。

当我把电扇后盖打开的时候，手不小心碰到了电机外壳，哎呀，那叫一个烫！我就琢磨着，这电机这么热，它到底在向外散多少热呢？这时候我就想到了对流散热的公式。

我先测了一下电机外壳的温度，又测了一下周围空气的温度，得到了温度差ΔT 。

然后我估算了一下电机外壳跟空气接触的表面积 A 。

可这对流换热系数 h 可把我难住了，我到处查资料，才找到类似电机这种情况的大概取值范围。

最后我用公式算了一下，发现这电扇电机散出的热量还真不少！如果不及时散热，很可能就会影响电扇的使用寿命，甚至直接坏掉。

在实际生活中，像电脑的 CPU 散热、汽车发动机的冷却，还有冬天我们家里的暖气，其实都离不开对流散热的原理。

比如说电脑CPU ，它在工作时会产生大量的热量，如果没有好的散热装置，那电脑运行速度就会变慢，甚至死机。

而那些散热风扇和散热片，就是通过增加对流换热的效果，把CPU 产生的热量快速带走，保证电脑能稳定运行。

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。

强制对流换热系数公式
强制对流换热系数是一个用于描述热量通过对流传递的系数，通常用字母"h"表示。

强制对流换热系数可以通过如下公式计算：
h = α * λ
其中，α表示对流换热系数的比例系数，单位是1/米
（W/m2·K），λ表示热导率，单位是W/(m·K)。

强制对流换热系数公式中的α是一个实际系统中的参数，它受多种因素的影响，包括流体性质、流速、温度差等。

因此，具体的α值需根据具体情况进行实验或计算得出。

强制对流换热系数的计算对于热工领域的实际问题解决非常重要，例如在工业中的换热设备设计和优化、建筑中的热舒适性评估等方面都有着广泛的应用。

了解和计算强制对流换热系数有助于更好地理解和应用热传递的基本原理，并提高热工系统的效率和性能。