对流传热公式
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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。
对流换热系数经验公式流换热系数是热工学中重要的参数之一,用于描述流体与固体之间传热的能力。
在工程实践中,经验公式被广泛应用于估算流换热系数。
这些公式基于大量实验数据和数学模型的结果,可以在不需要复杂计算和精确数据的情况下,快速估算流换热系数。
常见的流换热系数经验公式可以分为两类:表观流换热系数经验公式和基本流换热系数经验公式。
表观流换热系数经验公式是根据表面上特定的物理现象和实验数据建立的。
这种公式主要用于估算被表面积限制而产生强制对流的情况下的流换热系数。
其中最著名的公式是Dittus-Boelter公式。
这个公式适用于流体为与壁面接触时液体或气体的传热,是工程实践中常用的公式之一、Dittus-Boelter公式的形式如下:Nu=0.023*Re^0.8*Pr^0.3其中Nu是表观流换热系数,Re是雷诺数,Pr是普朗特数。
雷诺数是流体动量与粘性之比的无量纲数,普朗特数是冲击与传导传热之比的无量纲数。
这个公式适用于在平直管内被流体完全充满的情况下。
另一个常见的表观流换热系数经验公式是Sieder-Tate公式,用于粗糙管内的对流传热计算。
Sieder-Tate公式的形式如下:Nu=(f/8)*(Re-1000)*Pr/(1+12.7*(f/8)^0.5*(Pr^(2/3)-1))其中f是摩擦系数,由Darcy方程计算,Re是雷诺数,Pr是普朗特数。
这个公式主要用于对流传热比较复杂的状况。
基本流换热系数经验公式是根据流体与固体之间传热机理的基本原理建立的。
这种公式适用于在不同传热条件下的流换热系数估算。
其中最著名的公式是Nu-Prandtl公式和Churchill-Bernstein公式。
Nu-Prandtl公式适用于流体被不同形状物体包围的情况下。
公式的形式如下:Nu=C*Re^m*Pr^n其中Nu是流换热系数,Re是雷诺数,Pr是普朗特数,C、m和n是经验系数。
这个公式的系数可以根据实验数据和数值方法进行拟合获得。
对流换热能量方程一、概述对流换热是指通过流体的运动将热量从高温区域传递到低温区域的过程。
对流换热能量方程是描述这一过程的数学表达式。
本文将详细介绍对流换热能量方程的含义、推导过程和应用。
二、对流换热能量方程含义对流换热能量方程描述了在某一时刻,单位时间内通过流体的运动传递到单位面积上的热量。
它可以表示为:q = hA(Ts - Tf)其中,q是单位时间内通过单位面积传递的热量,h是对流换热系数,A是传热面积,Ts和Tf分别是固体表面温度和流体温度。
三、对流换热系数对于不同的情况,对流换热系数也会有所不同。
例如,在自然对流中,h通常非常小;而在强制对流中,h则会比较大。
此外,在液态介质中和气态介质中,h也会有很大差别。
四、推导过程为了得到上述公式,我们需要做出以下假设:1. 流体速度与距离无关;2. 流体温度与距离无关;3. 流体是定常的。
在这些假设下,我们可以通过质量守恒和能量守恒来推导出对流换热能量方程。
首先,考虑单位时间内通过单位面积的热量传递。
根据热传导定律,这个值可以表示为:q = -k(dT/dx)其中,k是热导率,dT/dx是温度梯度。
但是,在对流换热中,温度梯度并不是一个固定值,因为它随着流体的运动而发生变化。
因此,我们需要将上述公式进行修正。
假设在距离x处的流体速度为v(x),温度为T(x),则单位时间内通过单位面积的热量传递可以表示为:q = -k(dT/dx) + pvCp(Ts - T)其中,p是密度,Cp是比热容,Ts是固体表面温度。
第一项表示由于温度梯度引起的传热;第二项表示由于流体运动引起的传热。
接下来,我们需要确定对流换热系数h。
根据牛顿冷却定律:q = hA(Ts - Tf)我们可以将上述公式中的q和Ts替换成上述修正后的公式,得到:h = pvCp(v/x)最终,我们将上述公式代入修正后的热传导定律中,即可得到对流换热能量方程。
五、应用对流换热能量方程在工程领域中有着广泛的应用。
对流换热公式汇总与分析【摘要】流体与固体壁直接接触时所发生的热量传递过程,称为对流换热,它已不是基本传热方式。
本文尝试对对流换热进行简单分类并对无相变对流换热公式简单汇总与分析。
【关键词】对流换热类型公式适用范围对流换热的基本计算形式——牛顿冷却公式:q h(tt f)(W / m2 )w或 Am2上热流量h(t w t f)(W )上式中表面传热系数h 最为关键,表面传热系数是众多因素的函数,即h f (u, t w ,t f , ,c p , , , ,l )综上所述,由于影响对流换热的因素很多,因此对流换热的分析与计算将分类进行,本文所涉及的典型换热类型如表 1 所示。
表 1 典型换热类型1.受迫对流换热1.1内部流动圆管内受迫流动内部流动换热非圆形管内受迫流动受迫对流换热外掠平板外部流动外掠单管外掠管束(光管;翅片管)无相变换热竖壁;竖管无限空间横管自然对流换热水平壁(上表面与下表面)对流换热有限空间夹层空间混合对流换热————受迫对流与自然对流并存垂直壁凝结换热凝结换热水平单圆管及管束外凝结换热相变换热管内凝结换热大空间沸腾换热沸腾换热管内沸腾换热(横管、竖管等)1.1.1 圆管内受迫对流换热(1) 层流换热公式西德和塔特提出的常壁温层流换热关联式为Nu f1.86 Re 1f / 3 Pr 1f / 3 ( d )1 / 3 (f )0.14lw或写成d 1 / 3f0.14Nu f1.86( Pe f l )( )w式中引用了几何参数准则d,以考虑进口段的影响。
l适用范围: 0.48 Pr 16700, 0.0044 (f )9.75 。
w定性温度取全管长流体的平均温度,定性尺寸为管内径 d 。
如果管子较长,以致[(Re Pr d)1/ 3 ( f) 0.14 ]2lw则 Nu f 可作为常数处理,采用下式计算表面传热系数。
常物性流体在热充分发展段的Nu 是Nu f 4.36(q const)Nu f3.66(t w const)(2) 过渡流换热公式对于气体, 0.6Pr f1.5 , 0.5T f1.5 , 2300Re f 104。
计算重点公式传热学传热学是研究热能在物质之间传递的学科,涵盖了热传导、热对流和热辐射三种传热方式。
在工程和科学领域中,计算传热是非常重要的,可以用来优化和设计各种热能设备和系统。
下面将介绍一些重要的传热计算公式。
1.热传导计算公式热传导是通过分子间的相互作用传递热能的方式。
对于常见的一维热传导问题,可以使用傅里叶热传导定律进行计算:q = -kA(dT/dx)其中,q是单位时间内通过物体的热量流率,k是物质的热导率,A 是传热截面积,dT/dx是温度梯度。
如果传热是在不同的材料之间进行,还需要考虑热传导的界面热阻。
界面热阻的计算公式为:R=1/(hA)其中,R是界面热阻,h是对流传热系数。
2.热对流计算公式热对流是通过流体的对流传递热能的方式。
对于流体中的对流传热,可以使用牛顿冷却定律进行计算:q=hAΔT其中,q是单位时间内通过物体的热量流率,h是对流传热系数,A 是传热表面积,ΔT是流体和物体之间的温度差。
对流传热系数h可以通过实验测量或者经验公式进行估算,常用的计算公式有Nusselt数和普朗特数。
3.热辐射计算公式热辐射是通过物体表面的电磁辐射传递热能的方式。
对于黑体辐射,可以使用斯特藩—玻尔兹曼定律进行计算:q=σAε(T^4)其中,q是单位时间内通过物体的热量流率,σ是斯特藩—玻尔兹曼常数,A是物体的表面积,ε是物体的辐射率,T是物体的温度。
对于非黑体的辐射传热,还需要考虑辐射率和视觉系数等因素。
4.综合传热计算在实际问题中,常常会有多种传热方式同时存在。
此时,需要将不同传热方式的热流量进行累加,得到总的传热量。
根据能量守恒定律,可以得到以下综合传热公式:q_total = q_conduction + q_convection + q_radiation其中,q_total是总的热量流率,q_conduction是热传导的热量流率,q_convection是热对流的热量流率,q_radiation是热辐射的热量流率。
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。
热传导的过程热传导是物体之间或物体内部传递热量的过程。
热量是物体内部分子或原子的热运动能量。
当两个物体或者物体内部存在温度差异时,热量将从高温区传导到低温区。
本文将介绍热传导的机制、公式、影响因素以及一些实际应用。
一、热传导的机制热传导分为三种机制:导热、对流和辐射。
导热是物质内部分子或原子之间的热量传递,通常在固体和液体中发生。
对流是通过流体的流动传递热量,常见于液体和气体中。
辐射是指由物体表面发出的热电磁波传递热量,无需介质。
二、热传导的公式1. 导热传导公式导热传导通过四个主要的物理量来描述:热传导率、温度差、传热距离以及传热面积。
热传导率(λ)是物质传导热量的特性,单位为瓦特每米开尔文(W/(m·K))。
热传导率越大,物质的导热性能越好。
温度差(ΔT)是指两个物体或物体内部不同位置的温度差异,单位为开尔文(K)。
传热距离(L)是指热量传递的距离,例如物体的长度、厚度或者两个物体之间的距离,单位为米(m)。
传热面积(A)是指热量通过的表面积,单位为平方米(m²)。
根据这四个物理量,可以使用以下导热传导公式计算热传导率:Q = λ × A × ΔT / L其中,Q表示热量,单位为瓦特(W)。
2. 对流传热公式对流传热一般采用牛顿冷却定律来描述:Q = h × A × ΔT其中,Q表示热量,单位为瓦特(W);h表示对流换热系数,单位为瓦特每平方米开尔文(W/(m²·K))。
三、热传导的影响因素热传导率是影响热传导的关键因素之一。
不同物质具有不同的热传导率,如铜和铝的热传导率远高于木材和塑料。
物质的结构和组成也会影响热传导率。
温度差是另一个重要因素。
温度差越大,热量传递得越快。
传热距离和传热面积也会影响热传导速率。
传热距离越长,热量传递越慢。
传热面积越大,热量传递越快。
材料的密度和导热性能也会对热传导产生影响。
高密度和导热性能良好的物质通常有更高的热传导率。
传热学公式总结在物理学中,传热学是一个重要的分支领域,研究物质之间热量的传递方式和规律。
在实际应用中,我们常常需要利用传热学公式来计算热传导、对流和辐射等过程中的热量变化。
本文将对传热学中常用的公式进行总结和归纳,帮助读者更好地理解和应用相关知识。
1. 热传导方程热传导是物质内部由于温度差异而引起的热量传递过程。
热传导的速率可以根据傅里叶定律描述:q = -kA(dT/dx)其中,q表示单位时间内通过横截面A传导的热量,k为材料的热导率,dT/dx表示单位长度内温度的变化率。
这个公式说明了热量传导与温度梯度之间的关系,温度梯度越大,热传导速率就越大。
2. 热对流公式热对流是通过流体介质的热传递方式,常见于气体和液体中。
热对流可以根据牛顿冷却定律进行计算:q = hA(Ts - T∞)其中,q表示通过表面积A从物体表面传递的热量,h为热对流系数,Ts为表面温度,T∞为流体的远场/环境温度。
牛顿冷却定律的基本思想是热量传递与温度差和表面积之间成正比,而且逆向传热过程中的温度差往往比较小。
3. 辐射传热公式辐射传热是通过电磁波辐射的方式进行的,不需要物质介质。
具体的辐射传热公式可以根据斯特藩-玻尔兹曼定律给出:q = εσA(T⁴s - T⁴∞)其中,q为单位时间内通过表面积A传递的辐射热量,ε为发射率(表征表面辐射能力的一种无量纲值),σ为斯特藩-玻尔兹曼常数,Ts为表面温度,T∞为远场/环境温度。
斯特藩-玻尔兹曼定律说明了辐射热量与表面温度的四次方成正比,这意味着一个小的温度提高可以显著增加辐射传热率。
4. 复合热传递在实际情况中,热传递往往是多种传热方式的复合过程。
例如,一个物体既有热传导,又有对流和辐射。
在这种情况下,总的热传递可以通过下列公式求得:q = q₁ + q₂ + q₃其中,q₁、q₂和q₃分别表示通过热传导、热对流和辐射传递的热量。
根据具体情况,我们可以使用以上公式中的一个或多个来计算总的热传递。
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。
传热功率计算公式(二)传热功率计算公式1. 传热功率的定义和单位传热功率是指单位时间内传热的能力,通常用W(瓦)来表示。
2. 传热功率计算公式根据热传导原理和传热定律,可以得到多种计算传热功率的公式,常见的包括以下几种:热传导传热功率计算公式热传导是指热量通过物质内部传递的过程,其传热功率计算公式为:q=k⋅A⋅ΔTd其中, q:传热功率(W) k:热导率(W/(m·K)) A:传热面积(㎡)ΔT:温度差(K) d:传热距离(m)例如,一块铁板的热导率为80 W/(m·K),传热面积为2 ㎡,温度差为50 K,传热距离为 m,则根据公式可以计算得到传热功率:q=80⋅2⋅50=80000W对流传热功率计算公式对流是指通过流体介质传递热量的过程,其传热功率计算公式为:q=ℎ⋅A⋅ΔT其中, q:传热功率(W) h:对流换热系数(W/(㎡·K)) A:传热面积(㎡)ΔT:温度差(K)例如,将一个热流体介质的对流换热系数设定为1000 W/(㎡·K),传热面积为5 ㎡,温度差为30 K,则传热功率可以计算如下:q=1000⋅5⋅30=150000W辐射传热功率计算公式辐射是指通过电磁波辐射传递热量的过程,其传热功率计算公式为:q=ϵ⋅σ⋅A⋅ΔT4其中, q:传热功率(W)ε:辐射效果因子(无单位)σ:普朗克常量(× 10^-8 W/㎡·K^4) A:传热面积(㎡)ΔT:温度差(K)例如,一个黑体表面的辐射效果因子为,传热面积为3 ㎡,温度差为50 K,则传热功率可以计算如下:q=⋅×10−8⋅3⋅504≈W结论传热功率是在各种传热过程中非常重要的物理量,根据具体情况选择合适的传热功率计算公式可以帮助我们进行传热现象的研究和工程设计。
以上列举了热传导、对流和辐射传热功率的计算公式,并给出了具体的示例说明。
根据公式,我们可以进行传热功率的准确计算,以便更好地应用于实际工程。
传热学常用公式1、热传导热流量与热流密度的区别,前者是单位时间内通过传热面积的总热量,单位为W,后者是单位时间内通过单位面积的热量,单位为W/m2。
傅里叶公式:热阻:类似于电阻,可以把它看成是阻挡热量传递的阻力,热流量=温差(动力)/热阻。
热阻与导热系数成反比,热阻大,导热系数就小。
面积热阻:2、热对流(对流换热)热对流指的是流体层之间发生相对位移,冷热流体掺混产生热量传递。
而在生活及工程中,更常见的是对流换热,即流体与固体表面之间的热量传递,它们都包含有热传导和热对流两种传热方式。
同时需要注意的是,对流换热中的流体必须要处于流动状态,如果流体是静止的,那么它就变成了单纯的热传导了。
用于计算对流换热的为牛顿冷却公式:注意两个温度之间的温差单位可以为K或者摄氏度。
对流换热热阻为:3、热辐射(辐射换热)一切温度高于0K的物体都会以电磁波的形式向外发射出热量,物体在环境中不断的发射出电磁波,同时吸收其它物体发射过来的电磁波能量,这个综合过程称为辐射换热。
热辐射不需要介质,可以在真空中传播。
用于计算辐射换热量的公式为四次方定律公式,要注意这里的T 是大写的,温度单位只能是K。
4、传热过程传热过程专指热量从固体壁面一侧流体通过固体壁面传递到另一侧流体的过程。
它包括三个环节,分别属于对流换热、热传导、对流换热。
传热过程的总热阻R即为三个子环节的子热阻串联相加。
即为:在计算传热过程的热流量或热流密度时可以直接使用“动力/热阻”来计算。
我们只需记住上述这些面积热阻就行,面积热阻更为常用。
5、稳态过程在计算中如果已知传热过程为稳态过程,那么要知道这意味着传热过程的三个子环节的热流密度均相等。
如果不相等,某个环节的热流密度大,那么该处温度会逐渐增加,即为非稳态过程。
6、温度梯度:沿等温线法线方向的温度变化率,该方向的变化率最大。
温度梯度为矢量,其方向为沿等温线法线方向指向温度升高的方向。
可是用gradt来表示。
7、热扩散率a热扩散率a越大,温度变化传播越迅速,物体的温度能更快的趋于一致。
热能的传递和热量的计算热能的传递是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
根据热传递的方式,可以分为三种主要方式:传导、对流和辐射。
一、传导传导是指热量通过物质的直接接触而传递的过程。
当两个物体处于不同的温度时,它们之间的热量将通过分子间的碰撞传递。
传导的速率取决于物体的导热性能以及温度差。
热传导的公式可以用傅里叶定律表示:q = kA(ΔT/Δx)其中,q表示传导的热量,k表示热导率,A表示传热的面积,ΔT表示温度差,Δx表示传热的距离。
二、对流对流是指热量通过流体(气体或液体)的流动而传递的过程。
对流可以分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是指由于温度差引起的气体或液体的密度差异而产生的流动。
在自然对流中,热量从高温区域向低温区域传递。
自然对流的传热速率可以按照牛顿冷却定律计算:q = hAΔT其中,q表示传导的热量,h表示对流换热系数,A表示传热的面积,ΔT表示温度差。
强制对流是指通过外部力推动流体进行传热的过程,如风扇、水泵等。
在强制对流中,热量的传递速率可以用牛顿冷却定律进行计算,其中对流换热系数h需要根据具体情况进行确定。
三、辐射辐射是指热量通过热辐射(电磁波)的形式传递的过程,不需要介质作为媒介。
热辐射的传热速率与物体的温度的四次方成正比,与物体的表面特性有关。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,可以计算辐射传热的功率:q = εσA(T1^4 − T2^4)其中,q表示传导的热量,ε表示发射率,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数,A表示辐射的面积,T1和T2分别表示物体表面的温度。
热量的计算是根据热量的传递方式,应用相应的公式进行计算的过程。
例如,两个不同温度的物体通过传导方式传递热量,根据传热的面积和温度差可以使用传导公式进行计算。
对于通过对流方式传递热量的情况,根据对流换热系数、传热的面积和温度差可以使用对应的公式计算热量。
而利用辐射方式传递热量时,需要知道物体的发射率、表面温度以及辐射的面积,才能求解出传导的热量。
化工原理传热计算题
在化工工艺中,传热是一个重要的计算问题。
传热计算常根据热传导、对流传热和辐射传热三种不同的机制进行分析。
热传导是物质内部热量传递的机制,其计算可以根据傅立叶定律进行。
傅立叶定律表明,传导热流密度与温度梯度成正比。
传热的计算公式可以表示为:
q = -k * A * (dT/dx)
其中,q表示单位时间传导热量,k是物质的热导率,A是传热面积,(dT/dx)是单位长度温度梯度。
对流传热是指通过流体的对流传递热量的机制。
其计算需要考虑流体的流动动力学特性和换热系数。
一般情况下,对流传热可以使用努塞尔数(Nu)来描述。
根据对流传热公式,传热率可以表示为:
q = h * A * (ΔT)
其中,q表示传导热量,h是换热系数,A是传热面积,ΔT是流体之间的温度差。
辐射传热是通过电磁波辐射传递热量的机制。
辐射传热的计算涉及辐射热通量、辐射发射率和辐射吸收系数等参量。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,辐射传热的计算公式可以表示为:
q = ε * σ * A * (T^4-T_s^4)
其中,q表示单位时间辐射传导热量,ε是辐射发射率,σ是斯特藩-玻尔兹曼常数,A是传热面积,T是物体表面温度,T_s是周围介质温度。
在实际的传热计算中,常常需要结合以上各种传热机制并考虑物料的特性和实际条件,综合分析并得出准确的结果。
这些传热计算可以应用于各种化工工艺中,例如换热器设计、反应器的冷却等。
传热基本公式第一节 热传导 1.单层平壁:2、多层平壁:3、单层圆筒壁:4、多层圆筒壁:第二节 对流传热1、对热传热方程:Q=αA Δt .2、与对流传热有关的无因次数群(准数) 努塞尔特准数:)(21t t A Q -=δλ导R t t t A Q ∆=-=λδ21∑∑∑∆=-==+导Rtt t AQ i i ii n 111λδ1221)(2r r l t t L Q n-=λπ11111)(21r r l t t L Q i nni in +=∑+-=λπλαl N u=雷诺准数: 普兰特准数:格拉斯霍夫准数:3、常用对流传热膜系数关联式:(1)流体在圆形直管中强制湍流时的膜系数: (a )流体被加热时,n=0.4; 流体被冷却时,n=0.3。
应用范围:低粘度流体,R e >10000, 0.7<Pr<120, L/d>60。
特征尺寸:取管内径d定性温度:取流体进出口温度的平均值。
(b )应用范围:较高粘度流体,R e >10000, 0.7<Pr<16700, L/d>60。
特征尺寸:取管内径d 。
定性温度:除µ‘取壁温外,均取为流体进出口温度的算术平均值。
(2)流体流动在过渡区时,先按湍流公式计算α,然后乘以校正系数Φ:μρlu R e =λμc P r =223μβρtgl G r ∆=nreP R d8.0023.0λα=14.0'33.08.0)(027.0μμλαreP R d=8.151061eR ⨯-=Φ应用范围:R e =2000—10000;(3)流体在圆形直管中层流时的膜系数(4)流体在弯管内强制流动时的膜系数(5)流体在非圆形管内流动时的膜系数4x 流动截面积d ‘ =———————————— 为流体润湿的传热周边(6)列管式换热器壳程流体的膜系数关联式第三节 传热方程与换热器基本公式 1.传热方程2.热负荷的计算 (a )焓变法(b )显热法 此法用于流体在换热过程中,无相变化情况。
对流传热阻力流传热阻力是研究热传导的一个重要物理概念,在热传导过程中起到了重要的作用。
本文将从理论和实践两个方面介绍流传热阻力,并按照以下列表进行划分:一、概念和原理1. 流传热阻力的定义:流传热阻力是指热流在传导过程中所遇到的阻力,阻碍热流的传播。
它是衡量热传导效果的重要指标。
2. 流传热阻力的公式:根据傅里叶热传导定律,流传热阻力可以通过以下公式计算:R = ΔT / Q,其中R为流传热阻力,ΔT为温度差,Q为热流量。
3. 流传热阻力的因素:流传热阻力受多种因素影响,包括材料的热导率、传热面积、传热介质和传热距离等。
二、常见类型和应用1. 导热阻力:导热阻力是指物质自身抵抗热传导的能力,可以用来描述材料的导热性能。
常用的导热材料有金属、陶瓷和塑料等。
2. 对流热阻力:对流热阻力是指流体通过对流方式传热时遇到的阻力,与流体的流动速度和传热面积有关。
对流热阻力在空气和液体传热中起到重要作用。
3. 辐射热阻力:辐射热阻力是指物体通过辐射方式传热时所遇到的阻力,与物体的表面温度和辐射系数有关。
辐射热阻力在高温材料传热、太阳能利用等领域有广泛应用。
三、流传热阻力的计算方法1. 热传导计算:根据傅里叶热传导定律和流传热阻力的定义,可以通过测量温度差和热流量来计算流传热阻力。
2. 对流传热计算:对流传热阻力的计算需要考虑流体的性质和流速等因素,可以通过实验和数值模拟方法进行。
3. 辐射传热计算:辐射传热的计算方法复杂,需要考虑物体表面的发射率和吸收率等因素,并结合辐射传热定律进行计算。
四、流传热阻力的优化方法1. 材料选择:选择热导率高的材料可以降低导热阻力,提高热传导效率。
2. 设计优化:合理设计传热面积和传热距离,可以减小对流热阻力和辐射热阻力。
3. 流体优化:调节流体的流速和流动方式,以降低对流热阻力。
五、流传热阻力的应用领域1. 热工系统:在热能利用和热能转换系统中,流传热阻力是关键参数,对系统的热效率和性能有重要影响。
对流传热公式
对于对流传热公式,其本质是牛顿冷却定律,即对流传热率与温
度差成正比,与传热面积、传热系数成正比。
其数学表达式为:Q = hAΔT
其中,Q为传热速率,单位为W或J/s;h为对流传热系数,单位
为W/(m²·K);A为传热面积,单位为m²;ΔT为传热的温度差,单位
为K或℃。
需要注意的是,对流传热系数是由传热流体的性质、流速、传热
面的特性等因素决定的,而其解析式一般是无法给出的,需要通过实
验测定或经验公式来获得。
同时,在实际应用中,涉及较复杂的情况时,如自然对流、强迫对流、辐射对流等,对流传热公式需要结合其
他传热模型和理论来计算。
此外,对流传热过程中还会出现边界层效应、湍流效应等,这些
都需要进行特殊考虑。
还有一些特殊技术和装置,如换热器、冷却塔、空气调节装置等,则需要运用更为复杂的传热理论和模型。
综上所述,对流传热公式是传热学中最常见且基础的一种模型,但在实际应用中需要注意各种特殊因素,并采用合适的传热模型和理论进行分析和计算。