对流换热系数经验公式

关系式返回到上一层以下汇总了工程中最常见的几类对流换热问题的对流换热计算关系式，适用边界条件，已定准则的适用范围，特征尺寸与定性温度的选取方法。

一、掠过平板的强迫对流换热应注意区分层流和湍流两种流态 ( 一般忽略过渡流段 ) ，恒壁温与恒热流两种典型的边界条件，以及局部 Nu 数和平均 Nu 数。

沿平板强迫对流换热准则数关联式汇总注意：定性温度为边界层的平均温度，即。

二、管内强迫对流换热(1) 流动状况不同于外部流动的情形，无论层流或者湍流都存在流动入口段和充分发展段，两者的长度差别很大。

计算管内流动和换热时，速度必须取为截面平均速度。

(2) 换热状况管内热边界层也同样存在入口段和充分发展段，只有在流体的 Pr 数大致等于 1 的时候，两个边界层的入口段才重合。

理解并准确把握两种典型边界条件 ( 恒壁温与恒热流 ) 下流体截面平均温度的沿程变化规律，对管内对流换热计算有着特殊重要的意义。

(3) 准则数方程式要注意区分不同关联式所针对的边界条件，因为层流对边界条件的敏感程度明显高于湍流时。

还需要特别指出，绝大多数管内对流换热计算式 5f 对工程上的光滑管，如果遇到粗糙管，使用类比率关系式效果可能更好。

下表汇总了不同流态和边界条件下管内强迫对流换热计算最常用的一些准则数关联式。

(4) 非圆截面管道仅湍流可以用当量直径的概念处理非圆截面管道的对流换热问题。

层流时即使用当量直径的概念也无法将不同截面形状管道换热的计算式全部统一。

常热流层流，充分发展段，常壁温层流，充分发展段，充-充分发展段，气体，-充分发展段，液体，；紊流，充分发展段，紊流，粗糙管紊流，粗糙管三、绕流圆柱体的强迫对流换热流体绕圆柱体流动时，流动边界层与掠过平板时有很大的不同出现脱体流动和沿程局部 Nu 数发生大幅度升降变化的根本原因。

横掠单根圆管的对流换热计算式还被扩展到非圆管的情形。

关联式：定性温度为主流温度，定型尺寸为管外径，速度取管外流速最大值。

传热学三大基本公式Nu = 2+0.6(Re^1/2)(Pr^1/3) 。

F=Q/kK*△tm F 是换热器的有效换热面积。

Q 是总的换热量。

k 是污垢系数一般取0.8-0.9K。

是传热系数。

△tm 是对数平均温差。

传热学三种传热方式可以分开学。

传热学相较于理论力学，工程热力学，流体力学而言还是比较简单的，一般大学生掌握了高等数学完全可以自学的。

学习传热学必须有耐心，了解几种换热方式和常见的几个常数公式（努谢尔特数、格拉晓夫数、伯努利常数，傅里叶常数，而且常常推导下几个常用常数公式间的关系，你会惊奇地发现他们其实不少是远亲的），其实解决传热学问题绝大多数都是在和导热系数较劲，有时候是直接涉及。

扩展资料：在热对流方面，英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时，提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式，不过它并没有揭示出对流换热的机理。

传热学作为学科形成于19世纪。

1804年，法国物理学家毕奥在热传导方面得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。

稍后，法国的傅里叶运用数理方法，更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式。

1860年，基尔霍夫通过人造空腔模拟绝对黑体，论证了在相同温度下以黑体的辐射率(黑度)为最大，并指出物体的辐射率与同温度下该物体的吸收率相等，被后人称为基尔霍夫定律。

传热的三种方式：热的传递是由于物体内部或物体之间的温度差引起的。

若无外功输入，根据热力学第二定律，热量总是自动地从温度高的地方传递至温度较低的地方。

热能的传递有三种基本方式：热传导、热对流、热辐射，下面分别介绍这三种传热方式（一）热传导物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子，原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递成为热传导。

热传导的基本计算公式是傅立叶定律：在单位时间内热传导方式传递的热量与垂直于热流的截面积成正比，与温度梯度成正比，负号表示导热方向与温度梯度方向相反。

其中Q表示热流率，单位为W; dT/dx为温度梯度，单位为°C/m ;A为导热面积，单位为m2；λ为材料的导热系数，又称热导率，单位为W/(m°C) ，也可以为W/(mK) 。

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。

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。

蒸汽对流换热系数
【最新版】
目录
1.蒸汽对流换热系数的定义
2.蒸汽对流换热系数的物理意义
3.影响蒸汽对流换热系数的因素
4.蒸汽对流换热系数的计算公式
5.蒸汽对流换热系数在工程中的应用
正文
一、蒸汽对流换热系数的定义
蒸汽对流换热系数（h）是指在蒸汽与固体表面之间，单位面积在单位时间内交换的热量。

它反映了蒸汽与固体表面之间的换热能力，单位为W/(m2·K) 或 J/(m2·s·K)。

二、蒸汽对流换热系数的物理意义
蒸汽对流换热系数 h 的物理意义是：当蒸汽与固体表面之间的温度差为 1K 时，1m2 壁面面积在每秒所能传递的热量。

h 的大小反映蒸汽对流换热的强弱。

三、影响蒸汽对流换热系数的因素
蒸汽对流换热系数 h 与影响换热过程的诸多因素有关，包括流体的物理性质、换热表面的形状和粗糙程度、流速、温差等。

这些因素可以在很大的范围内变化，因此牛顿公式只能看作是传热系数的一个定义式，没有揭示影响对流换热的诸因素与 h 之间的内在联系。

四、蒸汽对流换热系数的计算公式
蒸汽对流换热系数 h 的计算公式通常采用努塞尔数（Nu）和雷诺数
（Re）来描述。

努塞尔数是反映壁面温度与流体温度差异的无量纲数，雷诺数则是反映流体流动特性的无量纲数。

根据努塞尔数和雷诺数的不同组合，可以得到不同的蒸汽对流换热系数计算公式。

五、蒸汽对流换热系数在工程中的应用
蒸汽对流换热系数在工程中有广泛的应用，如在热力发电、化工、航空航天等领域。

在设计换热器、热交换器等设备时，需要准确地确定蒸汽对流换热系数，以保证设备的换热效果和性能。

飞机表面对流换热系数在飞机表面对流换热系数的研究中，主要涉及到飞机表面与周围流体的热传递过程。

对流换热是指流体从高温区域流动到低温区域，从而带走了被传热体释放的热能，实现了热传递的过程。

对流换热系数是指单位面积上移动的流体所带热量与单位时间内传热面积上的温度差之比，通常用h表示。

本文将从对流换热理论入手，阐述飞机表面对流换热系数相关的参考内容。

一、对流换热原理对流换热主要有自然对流和强制对流两种形式。

自然对流是指流体质量受重力作用的影响，在不使用外力驱动的情况下实现的对流换热。

强制对流也称为远程输运，是指流体在外力作用下实现的对流传热。

常见的强制对流传热形式主要有自然循环和强制对流循环。

自然循环主要是指受重力作用的流体在垂直方向上的上升和下降，因此在液体中或气体中，如在锅炉、蒸发器、暖气片等器件中，液体或气体随着温度的差异而上升和下降，完成热传递的过程。

强制对流主要是利用风机等外力设备，强迫流体在管道中移动，从而实现热传递的过程。

飞机表面对流换热过程主要是采用自然对流和强制对流结合的方式，当飞机所处环境温度与表面温度差异较大时，会形成自然对流形式的对流传热。

而当飞机高速运动时，周围的气流会形成强制对流，实现对流传热。

二、飞机表面对流换热系数的计算方法飞机表面对流换热系数的计算涉及到飞机表面的几何形状、材料和周围气流等多方面因素。

常用的计算方法主要有经验公式和数值模拟方法。

1、经验公式法经验公式法是使用经验公式来计算表面对流热传递系数。

常用的经验公式主要包括Sieder-Tate公式、Churchill-Bernstein公式和Gnielinski公式等。

这些公式通常是依靠对流热传递相关参数的实验数据，以建立无量纲的关系，并对特定的流动情况给出实用的公式。

这些公式不仅计算简单，而且适用范围广泛。

Gnielinski公式是其中最为常用的一种方法。

它适用于液体和气体在较大范围内的所有雷诺数下表面对流热传递系数的计算。

对流换热系数的确定核心提示：1.自然对流时的对流换热系数炉墙、炉顶和架空炉底与车间空气间的对流换热均属自然对流换热。

2.强制对流时的对流换热系数(1)气流沿1.自然对流时的对流换热系数炉墙、炉顶和架空炉底与车间空气间的对流换热均属自然对流换热。

2.强制对流时的对流换热系数(1)气流沿平面强制流动时气流沿平面流动时，烧结炉其对流换热系数可按表1-1的近似公式计算。

表1-1对流换热系数计算vo=C4.65(m/s) x；o>4.65(m/s)光滑表面a=5.58+4.25z'o a^V.Slvg78轧制表面a-=5.81+4.25vo a=7.53vin.粗糙表面o=6.16+4.49vo a=T.94vi78气流沿长形工件强制流动时当加热长形工件时，循环空气对工件表面的对流换热系数可用下述近似公式计算气流在通道内层流流动时气流呈层流流动时，对流换热系数主要决定于炉气的热导率，而与炉气的流速无关。

绝对黑体的概念当物体受热后一部分热能转变为辐射能并以电磁波的形式向外放射，其波长从lfmi到若干m。

各种不同波长的射线具有不同性质，可见光和红外线能被物体吸收转化为热能，称它们为热射线。

各种物体由于原子结构和表面状态的不同，其辐射和吸收热射线的能力有明显差别。

当能量为Q的一束热射线投射到物体表面时，也和可见光一样，一部分能量Qa将被吸收，一部分能量Qr被反射，还有一部分能量Qu透射过物体(如图1-5)。

按能量守恒定律则有图1-5辐射能的吸收、反射和透过如果A=l，则R=D=0，即辐射能全部被吸收，这种物体称绝对黑体，简称黑体。

如果R=l，则A=D=0，即辐射能全部被反射，这种物体称绝对白体，简称白体。

如果D= 1，则A=K=0，即辐射能全部被透过，这种物体称绝对透过体，简称透过体。

自然界中，黑体、白体和透过体是不存在的，它们都是假定的理想物体。

对于一种实际物体来说数值，不仅取决于物体的特性，还与表面状态、温度以及投射射线的波长等有关。

水的对流换热系数水的对流换热系数是描述流体内部传热能力的一个重要参数。

它反映了水在流动时，通过对流方式传递热量的效率。

对流换热系数的大小直接关系到传热速率以及工程设备的热设计。

1. 对流换热过程的基本概念对流换热是指通过流体的流动来实现传热的现象，可以分为自然对流和强制对流两种形式。

自然对流是指在无外加力作用下，由密度差异引起的流动；而强制对流则是利用外加力的作用使流体强制流动。

对流换热系数则是描述流体流动状态下传热能力的量化指标。

2. 影响水的对流换热系数的因素水的对流换热系数受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：2.1 流动速度：流动速度是影响对流换热系数的重要因素之一。

一般而言，流体的流动速度越大，对流换热系数也就越大。

因为高速流动可以增大接触面积，并且破坏热边界层，加强传热效果。

2.2 流体性质：水的物理性质对对流换热系数同样有显著影响。

水的导热系数较高，流体的热导率也就较高，对流换热系数也将较大。

2.3 流动状态：流动状态是指流体在管内的流动形式，如层流和湍流。

实验表明，当水在管内呈现湍流状态时，对流换热系数明显大于层流状态。

这是因为湍流能够增大流体的混合程度，提高传热效果。

2.4 传热面积：传热面积是指热量传递的表面积。

当传热面积增大时，给定流体流速下，对流换热系数也将增大。

3. 实际应用中对水的对流换热系数的估算在实际工程应用中，对于水的对流换热系数的估算，一般采用经验公式或者计算流体力学模拟方法。

3.1 经验公式：经验公式是通过大量研究和实验总结得到的经验关系。

对于水的对流换热系数，有很多的经验公式可供选择，如劳埃德公式、乌尔斯奥拉公式等。

这些公式通常基于实验数据，对于特定的流动状态、流速和传热面积大小，可以提供一个较为准确的估算值。

3.2 计算流体力学模拟方法：计算流体力学模拟方法是通过数值计算的方式，对流体流动和传热过程进行模拟和分析。

这种方法可以考虑更多细节，如流体粘性、湍流效应等。

常热流密度矩形管内层流对流换热系数的数值计算层流对流换热系数是热流密度矩形管内换热计算中相当重要的参数，其取决于流体物性、流动方式和参数等，主要有以下几种方式来计算：一、经验公式法利用经验公式法计算层流对流换热系数，主要有下列几种：1、Thomas Flux Number方法：Thomas方程表示热流密度可以用热力学原理派生，它基于弹性热力学理论，用来描述凝固体的温度场。

Thomas方程以不可溶性和可溶性的现象来反映真实的温度场，以混合热传导和热输运的热流率的形式，把具体的可溶性和不可溶性混合介质使用Thomas方程来描述。

2、Sieder-Tate方法：Sieder-Tate 方法主要是研究热流能的非平衡系统的时候使用的，它将物质和温度两个参数放在同一个坐标系中，用一个复杂的表达式来描述热流率，从而确定层流对流换热系数。

3、Hauksbee-Wilson方法：Hauksbee-Wilson 法是根据两个热流密度变量——热梯度和流体紊动度派生出来的，它是用来描述自由对流对热传输期间受到热流率影响的基本变量，用来表示流体温度场的变化，可以得到正确的层流对流换热系数数值。

二、数值计算法运用数值计算的方法，可以采用如下几种方法：1、基于有限差分方法的数值模拟：基于有限差分方法的数值模拟能够提供将多个空间变量于空间的梯度连结，从而计算出层流热传输率。

它可以解决比较复杂的多物性流体和混合热传导问题，其优点在于模拟性质可以和实验数据保持一致。

2、基于积分分析方法的数值计算：基于积分分析方法的数值计算是通过计算来实现对流热传输的精确称量，积分分析方法的数值计算是一个非常重要的计算技术，在计算层流热传输方面有着很多优点。

三、实验测试法可以采用实验测试法进行层流对流换热系数的数值计算，具体可以采用调节法或是反转法实验进行测量。

调节法实验，即维持一定流量情况下，将入口温度逐渐增加，观察入口、出口温度梯度变化情况实验计算；反转法实验，则是在维持一定温度梯度的情况下，观察入口、出口的流量大小的变化情况来实验计算。

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。

冷却管散热计算公式在工程设计和制造过程中，冷却管的散热计算是非常重要的一部分。

冷却管的散热性能直接影响着设备的工作效率和寿命。

因此，正确地计算冷却管的散热能力是非常关键的。

在本文中，我们将介绍冷却管散热计算的基本公式和计算步骤。

冷却管的散热能力可以通过以下公式来计算：Q = hAΔT。

其中，Q表示单位时间内冷却管的散热量，单位为瓦特（W）；h表示冷却管的对流换热系数，单位为瓦特/平方米·摄氏度（W/m2·°C）；A表示冷却管的表面积，单位为平方米（m2）；ΔT表示冷却管表面和环境温度之间的温差，单位为摄氏度（°C）。

在实际的工程计算中，冷却管的对流换热系数h通常是通过经验公式或者实验测定得到的。

对于一般的冷却管，其对流换热系数可以通过以下经验公式来计算：h = Nu·k/ D。

其中，Nu表示努塞尔数，是一个无量纲的数值，表示流体在管内的对流换热能力；k表示流体的导热系数，单位为瓦特/米·摄氏度（W/m·°C）；D表示冷却管的等效直径，单位为米（m）。

努塞尔数Nu可以通过以下经验公式来计算：Nu = 0.023·Re0.8·Pr0.4。

其中，Re表示雷诺数，是一个无量纲的数值，表示流体的流动状态；Pr表示普朗特数，也是一个无量纲的数值，表示流体的热传导能力。

通过以上公式，我们可以计算出冷却管的对流换热系数h。

接下来，我们需要计算冷却管的表面积A。

冷却管的表面积A可以通过以下公式来计算：A = π·D·L。

其中，π表示圆周率，约为3.14；D表示冷却管的直径，单位为米（m）；L 表示冷却管的长度，单位为米（m）。

最后，我们需要计算冷却管表面和环境温度之间的温差ΔT。

通常情况下，这个温差可以通过设备的工作条件和环境温度来确定。

通过以上步骤，我们可以得到冷却管的散热量Q。

根据实际的工程需求，我们可以通过这个计算结果来选择合适的冷却管材料、尺寸和工作条件，从而确保设备的正常工作和长期稳定运行。

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。

加热炉表面热流计算
加热炉表面的热流计算过程比较复杂，需要考虑多种因素，如加热方式、材料导热性、表面温度等。

以下是一般情况下的热流计算公式：
Q = h * A * (T_s - T_inf)
其中，Q表示表面热流（单位是W/m^2），h是对流换热系数（单位是W/m^2K），A是表面面积（单位是m^2），T_s是表面温度（单位是K），T_inf是环境温度（单位是K）。

换热系数h的大小与流体性质、流动状态、表面特性等有关，可根据经验公式或实验数据进行估算。

在加热炉设计和操作过程中，还需要考虑材料的热传导和辐射传热等因素，综合计算表面热流，以保证炉子的正常工作和安全运行。