第五章对流换热原理;§5-1对流换热概述;②对流换热的特点：
(1)导热与热对流同时存在的复杂热传递过程
(2)必须有直接接触〔流体与壁面〕和宏观运动；同时必须有温差
③特征：以简单的对流换热过程为例，对对流换热过程的特征进行粗略的分析。;以以以下图表示一个简单的对流换热过程。流体以来流速度u?和来流温度t?流过一个温度为tw的固体壁面。选取流体沿壁面流动的方向为x坐标、垂直壁面方向为y坐标。;壁面对流体分子的吸附作用，使得壁面上的流体是处于不滑移的状态〔此论点对于极为稀薄的流体是不适用的〕。
由于粘性力的作用，使流体速度在垂直于壁面的方向上发生改变。流体速度从壁面上的零速度值逐步变化到来流的速度值。
同时，通过固体壁面的热流也会在流体分子的作用下向流体扩散(热传导)，并不断地被流体的流动而带到下游〔热对流〕，也导致紧靠壁面处的流体温度逐步从壁面温度变化到来流温度。;2对流换热的分类;②流动状态
层流：整个流场呈一簇互相平行的流线〔Laminarflow〕
湍流：流体质点做复杂无规那么的运动
〔Turbulentflow〕;③流体有无相变
单相换热
相变换热：凝结、沸腾、升华、凝固、融化
无相变时流体仅改变显热，壁面与流体间有较大的温度差；而有相变时，流体吸收或放出汽化潜热。对于同一种流体，其汽化潜热比热容大得多，所以有相变时的对流换热系数比无相变时大。此外，沸腾时液体中汽泡的产生和运动增加了液体内部的扰动，也使对流换热得到强化。
;④流体与固体壁面的接触方式
内部流动对流换热：管内或槽内
外部流动对流换热：外掠平板、圆管、管束
⑤流体运动是否与时间相关
非稳态对流换热：与时间有关
稳态对流换热：与时间无关;管内沸腾;3对流换热系数;②影响对流换热系数的因素;3．流体有无相变
对流换热无相变时流体仅改变显热，壁面与流体间有较大的温度差，而对流换热流体有相变时，流体吸收或放出汽化潜热。对于同一种流体其汽化潜热比比热容大得多，所以有相变时的对流换热系数比无相变时大。此外，沸腾时液体中汽泡的产生和运动增加了液体内部的扰动，也使??流换热强化。
4．换热面的几何形状、大小和位置
壁面的形状、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都有很大影响。图5—1a示出了几何形状对强迫流动情况的影响，分别表示流体纵掠平壁、管内强迫流动和横掠单管时的流动情况。团5—1b示出了坚直乎壁、热面向上和向下的水平平壁上自然对流的情况。由于换热面的几何形状、位置不同，流体在传热面上的流动情况不同，从而对流换热系数也不同。此外，如换热面的大小、管束排列方式、管间距离及流体冲测管子角度等也都影响流体沿换热面的流动情况，从而影响对流换热系数。
;5．流体的热物理性质
如果把手放在同温度的静止冷空气和冷水中，将会感到水比空气冷一些。这是因为，水和空气的热物理性质不同，对流换热的强度不同引起的。由绪论可知，对流换热是导热和流动着的流体微团携带热量的综合作用，因此对流换热系数与反映流体导热能力的导热系数λ、反映流体携带热量能力的密度?及定压比热容CP有关。另外，流休的粘度η(或运动粘度?)的变化引起雷诺数的变化，从而影响流体流态和流动边界层厚度δ。体膨胀系数αV影响自然对流换热时浮升力的大小和边界层内的速度分布(强迫对流强烈时αV的影响往往可以忽略〕。因此，流体的这些物性值也都影响对流传热系数的大小。;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：
;理论解法〔分析法〕是在所建立的边界层对流换热微分方程组的根底上，通过数学分析解法、积分近似解法、数值解法和比较法求得对流换热系数h的表达式。一般可以有
〔a〕建立边界层内的微分方程组求解h
;实验解法是应用相似原理或量纲分析法，将式〔5-2)中众多的影响因素综合成为数不多的无量纲准那么，通过实验求得各准那么间的函数关系，再将函数关系推广到与实验现象相似的实际现象中去；
比较法是指通过研究动量传递及热量传递的共性或类似特性，以建立起外表传热系数与阻力系数间相互关系的方法；
数值法是指通过数值计算的方法求解外表传热系数。目前，对对流换热的微分方程组进行数值求解计算时，关于对流项的离散和动量方程中压力梯度项的数值处理尚存在问题；;〔3〕关于几种方法的联系和区别
分析解至今只能解决一些简单的对流换热问题．大局部对流换热问题还无法解决。但解析解能深刻地揭示出各个物理量对换热系数的影响，是评价其它方法所得结果的标准和依据；实验解法是研究对流换热问题最早的一种方法，可以得到具体的表达式，目前仍是研究对流换热的一种可靠的主要方法，由此得到的实验关联式仍是传热计算、尤其是工程上设计计算的主要依据，必须掌握。数值解法是一种很