4.5对流传热系数关联式4.5.1影响对流传热系数α的因素1.流体的种类和相变化的情况液体牛顿型流体流体无相变化S流体气体非牛顿型流体流体有相变化蒸气2.流体的物性p，μ，入，c,，体积膨胀系数β对于同一种流体，这些物性又是温度的函数，其中某些物性还与压强有关
1.流体的种类和相变化的情况 2.流体的物性 ρ，µ，λ，cp，体积膨胀系数β 4.5.1 影响对流传热系数α的因素 4.5 对流传热系数关联式 1
3.流体的温度以及是否发生相变α相变>α无相变流体温度对对流传热的影响表现在流体温度与壁面温度之差△、流体物性随温度变化程度以及附加自然对流等方面的综合影响。有相变传热：蒸汽冷凝、液体沸腾无相变传热：强制对流、自然对流一般地，有相变时表面传热系数较大。例：水强制对流，α：1000-15000W/(m2K)蒸汽冷凝，α：5000-15000W/(m2K)
3. 流体的温度以及是否发生相变 α相变 > α无相变 有相变传热：蒸汽冷凝、液体沸腾 无相变传热：强制对流、自然对流 一般地，有相变时表面传热系数较大。 例：水强制对流，α：1000-15000 W/(m2K) 蒸汽冷凝， α：5000-15000 W/(m2K) 2
4.流动形态层流、湍流 湍动程度个，层流内层厚度减薄，',α个p: p个,R 个,α 个Cp：pCp-单位体积流体的热容量，kJ/m2.℃pC,个，α个u: μ个,R， α5.引起流动的原因自然对流：由于流体内部密度差而引起流体的流动。强制对流：由于外力和压差而引起的流动。一般情况下α强>α自：水的自然对流α：200～1000水的强制对流α：1000～150003
5.引起流动的原因 自然对流：由于流体内部密度差而引起流体的流动。 强制对流：由于外力和压差而引起的流动。 一般情况下 α强 > α自 ： 水的自然对流 α： 200～1000 水的强制对流 α： 1000～15000 4.流动形态 层流、湍流 ' 湍动程度 ↑，层流内层厚度减薄，δ α ↓ ↑ , , 3 , , ρρ α ： ↑ ↑↑ R e 3 / . C C P P ρ − ⋅ kJ m C ： 单位体积流体的热容量， ρ α CP ↑ ↑ ， µµ α ： ↑ ↓↓ ，R e ， -1
(6)传热面的形状、位置和大小壁面的形状、尺寸、位置、管排列方式等造成边界层分离，增加湍动，使α增大形状：如管、板、管束、翅片等；大小：如管径和管长等；位置：如管子的排列方式（管束有正/四方形和三角形排列）；管或板是垂直放置还是水平放置
形状：如管、板、管束、翅片等； 大小：如管径和管长等； 位置：如管子的排列方式（管束有正/四方形和三角形排列）； 管或板是垂直放置还是水平放置。 （6） 传热面的形状、位置和大小 壁面的形状、尺寸、位置、管排列方式等 造成边界层分离，增加湍动，使α增大 4
4.5.2对流传热过程的量纲分析1、液体无相变时的强制对流传热过程量纲分析1优点：减少实验次数；2依据：物理方程各项量纲一致；步骤3通过理论分析和实验观察，确定相关因素；a对流传热系数可以表示为无相变: α=f(u, l, μ, 2, p, Cp(b）石确定无因次准数元的数目i（变量数n-基本量纲数m）:α可表示为元1=Φ（元2，元3）i=n-m=7-4=3（c）确定准数的形式
4.5.2 对流传热过程的量纲分析 （a）通过理论分析和实验观察，确定相关因素； 对流传热系数可以表示为 无相变：α=f(u, l, μ, λ, ρ, cp) 1、液体无相变时的强制对流传热过程 量纲分析 ① 优点：减少实验次数； ② 依据：物理方程各项量纲一致； ③ 步骤： （b）确定无因次准数π的数目i（变量数n-基本量纲数m） i = n − m = 7 − 4 = 3 π1 = φ(π 2，π 3 ） （c）确定准数的形式 5 ∴α可表示为