对流换热系数

对流换热系数流体与固体表面之间的换热能力，即物体表面与附近空气温差 1C、单 位时间单位面积上通过对流与附近空气交换的热量。单位为 W/(m”2C)。 表面对流换热系数的数值与换热过程中空气的物理性质、换热表面的形状、 部位、表面与流体之间的温差以及空气的流速等都有密切关系。表面附近的 气流速度愈大，其表面对流换热系数也愈大。如人处在风速较大的环境中， 由于皮肤表面的对流换热系数较大，其散热(或吸热)量也较大。对流换热 系数可用经验公式计算，通常用巴兹公式计算。对流传热系数也称对流换热系数。对流换热系数的基本计算公式由牛顿 于1701年提出，又称牛顿冷却定律。牛顿指出，流体与固体壁面之间对流传 热的热流与它们的温度差成正比，即：q = h*(tw- t8)Q = h*A*(tw- t8)式中：q为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量，称作热 流密度，单位W/m2 ；tw、t8分别为固体表面和流体的温度，单位K ；A为壁面面积，单位m”2；Q为面积A上的传热热量，单位W；h称为表面对流传热系数，单位W/(m”2.K)。对流换热系数h的物理意义是：当流体与固体表面之间的温度差为1K时， 1m*1m壁面面积在每秒所能传递的热量。h的大小反映对流换热的强弱。如上所述，h与影响换热过程的诸因素有关，并且可以在很大的范围内 变化，所以牛顿公式只能看作是传热系数的一个定义式。它既没有揭示影响 对流换热的诸因素与h之间的内在联系，也没有给工程计算带来任何实质性 的简化，只不过把问题的复杂性转移到传热系数的确定上去了。因此，在工 程传热计算中，主要的任务是计算h。计算传热系数的方法主要有实验求解 法、数学分析解法和数值分析解法。影响对流传热强弱的主要因素有：1. 对流运动成因和流动状态；2. 流体的物理性质(随种类、温度和压力而变化)；3. 传热表面的形状、尺寸和相对位置；4. 流体有无相变(如气态与液态之间的转化)。在不同的情况下，传热强度会发生成倍直至成千倍的变化，所以对流换 热是一个受许多因素影响且其强度变化幅度又很大的复杂过程。