第七讲 对流室的传热计算(加热炉,2013).

传热效率计算公式传热效率是指在传热过程中所消耗的能量与所传递的能量之间的比值。

计算传热效率的公式可以通过不同传热方式来确定。

下面将分别介绍对流传热、辐射传热和传导传热的传热效率计算公式。

一、对流传热的传热效率计算公式：对流传热是指通过传热介质（如气体或液体）进行传热的方式。

对流传热效率通常由Nu数（Nusselt数）来表示，可以通过以下公式进行计算：Nu=h*L/λ其中，Nu为Nusselt数，h为对流传热系数（W/(m^2·K)），L为待传热表面的特征长度（m），λ为传热介质的导热系数（W/(m·K)）。

传热效率η可以通过Nusselt数（Nu）和表面积比（A^*）来计算，公式如下：η=Nu*A^*/A其中，A^*为受热表面积，A为总表面积。

二、辐射传热的传热效率计算公式：辐射传热是指通过电磁波辐射进行传热的方式。

辐射传热效率可以通过以下公式计算：η=q/(σ*A*(T1^4-T2^4))其中，q为辐射传热速率（W），σ为斯特藩-玻尔兹曼常数（5.67×10^(-8)W/(m^2·K^4)），A为辐射表面积（m^2），T1和T2为被辐射表面和周围环境的温度（K）。

三、传导传热的传热效率计算公式：传导传热是指通过物质内部原子、分子之间的振动或传递方式进行传热的方式。

传导传热效率可以通过以下公式计算：η=(T1-T2)/(T1-T∞)其中，T1为热源温度（K），T2为待传热物体的温度（K），T∞为周围环境温度（K）。

综上所述，传热效率的计算公式取决于传热方式的不同。

通过对流传热、辐射传热和传导传热的计算公式的运用，可以有效地评估和分析传热系统的传热效率。

对流传热系数的计算公式
对流传热系数是热传导中的一种传热方式，常用于热交换器、冷却塔、加热器等传热设备的设计与计算中。

对于流体在壁面上的流动，其对流传热系数与流速、温度、粘度等变量密切相关。

在实际应用中，针对不同的流体与流动状态，可采用不同的计算公式。

下面列举几种常用的对流传热系数计算公式：
1. 自然对流传热系数公式：
h = 1.13 * (gβΔT)^1/4
其中，h为对流传热系数，g为重力加速度，β为热膨胀系数，ΔT为壁面温度与流体温度的差值。

2. 强制对流传热系数公式：
Nu = CRe^mPr^n
其中，Nu为努塞尔数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数，C、m、n 为经验系数。

3. 线性对流传热系数公式：
h = kΔT
其中，k为比例常数，ΔT为温度差值。

需要注意的是，以上公式仅适用于理想条件下的流动状态，而实际应用中因存在多种不确定因素，其计算结果仅供参考，具体设计与计算仍需进行实际测试与验证。

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对流传热系数公式对流传热系数是研究传热问题中的一个重要参数，它描述了流体和固体之间传热的能力。

在工程和科学领域中，对流传热系数的计算和应用具有广泛的应用。

本文将介绍对流传热系数的定义、计算方法以及影响其数值的因素。

一、对流传热系数的定义对流传热系数是指单位面积上单位时间内通过对流传热而传递的热量与温度差之比。

它通常用符号h表示，单位为W/(m^2·K)。

对流传热系数的数值越大，表示流体与固体之间传热的能力越强。

二、对流传热系数的计算方法对流传热系数的计算方法主要有经验公式法和实验测定法。

1. 经验公式法经验公式法是根据大量实验数据得到的经验公式来估算对流传热系数。

常用的经验公式有Dittus-Boelter公式、Churchill-Bernstein 公式、Sieder-Tate公式等。

这些公式通常依赖于流体性质、流动速度、流动状态以及传热表面的几何形状等因素。

2. 实验测定法实验测定法是通过实验直接测定对流传热系数的数值。

常用的实验方法有热平衡法、电阻法、热电偶法等。

这些实验方法可以根据具体情况选择合适的方法来进行对流传热系数的测定。

三、影响对流传热系数的因素对流传热系数的数值受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 流体性质流体性质是影响对流传热系数的重要因素之一。

不同流体的传热特性不同，例如气体的传热性能通常较差，而液体的传热性能较好。

此外，流体的物理性质如密度、导热系数、粘度等也会影响对流传热系数的数值。

2. 流动速度流动速度是影响对流传热系数的另一个重要因素。

一般来说，流速越大，对流传热系数越大。

这是因为流体在高速流动时，会产生较大的摩擦和湍流，从而增强了传热的能力。

3. 流动状态流动状态是指流体的流动形式，可以分为层流和湍流两种。

在层流状态下，流体沿着固体表面形成规则的层流运动，传热较为有序。

而在湍流状态下，流体运动混乱，传热更为强烈。

一般来说，湍流状态下的对流传热系数要大于层流状态下的对流传热系数。

对流传热系数计算公式_传热系数计算公式
一、计算公式如下
1、围护结构热阻的计算
单层结构热阻
R=δ/ λ
式中：
δ—材料层厚度（ m）
λ—材料导热系数 [W/m.k]
多层结构热阻
R=R1+R2+---- Rn=δ1/ λ1+δ2/ λ2+ ---- +δn/ λn 式中: R1、 R2、---Rn —各层材料热阻（ m2.k/w）
δ1 、δ2 、 ---δn—各层材料厚度（ m）
λ1 、λ2 、 ---λn—各层材料导热系数 [W/m.k]
2、围护结构的传热阻
R0=Ri+R+Re
式中: Ri —内表面换热阻（ m2.k/w）（一般取 0.11）
Re—外表面换热阻（ m2.k/w）（一般取 0.04）
R —围护结构热阻（ m2.k/w）
3、围护结构传热系数计算
K=1/ R0
式中: R0 —围护结构传热阻
外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算
Km=KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 / Fp + Fb1+Fb2+Fb3
式中:
Km—外墙的平均传热系数 [W/（m2.k） ]
Kp—外墙主体部位传热系数 [W/（ m2.k）]
Kb1、Kb2、 Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数 [W/（ m2.k）] Fp—外墙主体部位的面积
Fb1、 Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积
感谢您的阅读，祝您生活愉快。

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。

对流传热分析和计算传热是物质内部或不同物体之间热量传递的过程，对流传热是其中一种重要形式。

通过对流传热的分析和计算，我们可以更好地理解和应用这一过程，以满足需求和优化能源利用等方面的目标。

本文将介绍对流传热的基本原理、分析方法和计算模型。

一、对流传热的基本原理对流传热是指通过流体（如气体或液体）的运动，将热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

在对流传热中，流体既可以通过自然对流（由密度和温度梯度引起的流动），也可以通过强制对流（通过外部装置引起的流动）来实现热量的传递。

对流传热的基本原理可以通过牛顿冷却定律来描述，即传热速率与温度差成正比。

牛顿冷却定律的一般表达式如下：q = h * A * (T1 - T2)其中，q表示单位时间内传递给或从物体中传出的热量；h为对流传热系数，代表了对流传热的特性；A为接触面积；T1和T2分别为两个物体的温度。

二、对流传热的分析方法对流传热的分析方法主要包括实验分析和数值模拟两种。

1. 实验分析实验分析是通过实际测量和观察来研究对流传热的过程和特性。

常用的实验方法包括热电偶测温法、平板法、圆管法等。

通过实验，我们可以获取到对流传热系数、传热速率等重要参数，为其他工程和研究提供参考和依据。

2. 数值模拟数值模拟是利用计算机和数值方法对对流传热进行模拟和计算。

通过建立数学模型、采用数值算法和边界条件，我们可以通过计算得到对流传热的各种参数和特性。

常用的数值模拟方法有有限元法、有限体积法和计算流体力学（CFD）等。

三、对流传热的计算模型对流传热的计算模型是通过数学方程和物理模型来描述和计算对流传热的过程。

在对流传热的计算模型中，需要考虑流体的性质、流动的速度和流动的特性等因素。

1. 粘性流体模型在粘性流体模型中，对流传热的计算将考虑流体的黏性和流速的分布等因素。

一般来说，黏性流体模型适用于流速较低、流动较平稳的情况。

2. 湍流模型湍流模型适用于流速较高、流动较复杂的情况。

传热之对流传热与传热计算讲解传热是物体之间通过热量的传递而达到温度均衡的过程。

传热方式包括传导传热、对流传热和辐射传热。

在这篇文章中，我们将重点讨论对流传热以及相关的传热计算。

对流传热是指物体表面通过流体介质与周围环境进行传热的过程。

对流传热分为自然对流和强制对流两种形式。

自然对流是通过密度差异引起的热流动，通常发生在静止的流体中。

当物体的表面温度与周围环境温度不同，周围流体被加热或冷却，从而形成一个密度梯度。

热的高密度流体会上升，冷的低密度流体会下降，从而形成对流环流。

自然对流的热传递效率通常较低，但在一些特定的应用中，如自然对流冷却系统中，它是可行的。

强制对流是通过外部力量（如风扇或泵）对流体施加动力来实现的。

强制对流可以通过增加流体的速度来提高传热效率。

这种类型的对流通常在工业和日常生活中的许多应用中使用，如车辆散热系统、空调和加热器。

接下来，我们将讨论对流传热的一些关键参数和计算方法。

1.对流传热系数（h）：它是描述传热效率的参数，表示单位面积上的热量通过对流传递的能力。

对流传热系数取决于流体的性质、流动速度、流体与物体之间的温度差异以及表面的特性。

通常情况下，对流传热系数是通过实验确定的。

在许多传热计算中，我们将使用已知的对流传热系数来估计传热率。

2.传热率（q）：它表示单位时间内的热量传递速率，通常用瓦特（W）表示。

传热率可以通过传热系数和温度差异来计算，公式如下：q=h×A×ΔT其中，h为对流传热系数，A为传热表面积，ΔT为温度差异。

传热率的计算可以帮助我们确定传热的效率和需要的冷却或加热能力。

3.高斯定律：对流传热的计算可以应用高斯定律。

高斯定律基于传热方程，它表示传热速率与传热表面积和温度差异的乘积成正比。

高斯定律提供了进行传热计算的工具，可以帮助我们预测和优化传热系统的性能。

以上是对对流传热及其计算方法的简要讲解。

通过了解对流传热的基本原理以及相关的传热参数和计算方法，我们可以更好地理解和应用传热理论，并在实际应用中进行传热系统的设计和优化。

传热之对流传热与传热计算讲解传热是指物体内部或不同物体之间热量的传递过程。

热量的传递方式主要有传导、对流和辐射三种方式。

本文将重点讲解对流传热及其计算。

对流传热是指物体内部或不同物体之间，通过流体的对流传递热量的过程。

流体可以是气体或液体，其中气体的对流传热称为气体对流，液体的对流传热称为液体对流。

对流传热的主要原因是流体的运动引起的热量传递。

对流传热的机制可以分为自然对流和强迫对流两种。

自然对流是指由于流体的密度差异在流体内部自发产生的对流，通常与重力有关。

例如，热空气上升、冷空气下沉就是一种自然对流过程。

强迫对流是指通过外部作用力促使流体产生对流的现象，例如风扇在房间中形成的空气对流。

对流传热的计算可以采用牛顿冷却定律，即Q=hcA(Ts-Tf)，式中Q表示单位时间内传递的热量，h表示对流传热系数，c表示流体的比热容，A表示传热的表面积，Ts表示实际表面的温度，Tf表示流体的温度。

对流传热系数h是定量描述对流传热能力的参数，它取决于流体性质、流动速度、传热表面的性质和几何形状等因素。

由于流体对流传热的机制较为复杂，常常需要通过实验或经验公式进行计算。

常见的对流传热系数计算公式有弗朗德数法、劳依法、纽塞尔数法等。

在对流传热计算中，通常需要首先确定流体的传热系数h。

对于气体对流，一般使用弗朗德数法进行计算。

弗朗德数(Prandtl number, Pr)是用来描述流体传热性质的无量纲参数，它定义为流体的动力粘度与热扩散率的比值。

对于液体对流，一般使用纽塞尔数法进行计算。

纽塞尔数(Nusselt number, Nu)是用来描述流体传热性质的无量纲参数，它定义为传热系数与传热表面的长度比值。

在实际的对流传热计算中，还需要考虑流体的流动状态、流体的速度分布以及流体的边界条件等因素。

不同的流动状态将对对流传热产生不同的影响。

例如，在层流流动中，流体速度分布较为均匀，而在湍流流动中，流体速度分布较为紊乱。

对流换热计算实例流体换热计算是热工领域的重要内容，用于确定流体在换热过程中的温度、压力、质量流率等参数。

在实际工程中，流体换热计算非常常见，例如工业炉窑、蒸汽发生器、冷却系统等。

为了更好地理解流体换热的计算过程，本文将结合一个实例详细介绍流体换热计算的方法。

假设我们有一个工业加热炉，需要将水加热至80℃，加热炉内的炉温为1200℃。

加热炉的换热面积为10平方米，水的流量为2吨/小时。

我们需要计算加热炉所需要的燃料消耗量，以及加热时间。

首先，我们需要确定热传导的热阻系数。

常见的热阻系数有热传导、对流和辐射三种，对流热阻在实际工程中通常占较大比例。

在这个加热炉内，水的对流热阻决定了水的加热速率。

通常情况下，对流热阻可以通过德拜数来估算。

德拜数是一个无量纲的数学指标，表示流体内部的对流热阻。

对于液体流动，德拜数的计算公式如下：Nuer = (ρ·V·l)/k其中，Nuer为德拜数，ρ为液体的密度，V为液体的流速，l为热交换器的特征尺寸，k为液体的导热系数。

根据问题中的数据，水的密度为1000 kg/m³，流速为2吨/小时，特征尺寸为10平方米，导热系数为0.6 W/(m·K)，则德拜数的计算结果为：得到德拜数后，可以应用不同的换热关联式计算对流传热系数。

以Dittus-Boelter关联式为例，可以根据德拜数来计算对流传热系数：Nu = 0.023 × Nuer^0.8 × Pr^0.4其中，Nu为对流传热系数，Pr为普朗特数。

根据实际流体的特性，可以选择特定的对流传热关联式。

在本例中，我们假设水为普通流体，通常情况下普朗特数在6到20之间。

这里我们取Pr为10，根据Dittus-Boelter关联式得到对流传热系数Nu：得到对流传热系数Nu后，可以利用传热公式计算热交换率。

Q=h×A×ΔT其中，Q为热交换率，h为对流传热系数，A为换热面积，ΔT为温度差。