冷热流体侧如何进行对流传热

发表时间：2024-07-29 14:03:29 来源：网友投稿

热传导指在物质在无相对位移的情况下，物体内部具有不同温度、或者不同温度的物体直接接触时所发生的热能传递现象。固体中的热传导是源于晶格振动形式的原子活动。非导体中能量传输只依靠晶格波（声子）进行；在导体中，除了晶格波还有自由电子的平移运动。

我们知道所有物质都是由基本的分子或者原子构成的。只要物体有温度，分子（原子）就处在不停的运动当中。温度越高分子的能量也就越大，也就是说振动的能量越大。当临近的分子发生碰撞时，能量就会从能量高的分子向能量低的分子传输。从而当存在温度梯度时，通过导热的能量传输总是向温度降低的方向进行。

计算热传导的速率方程就是大家熟悉的傅立叶定律

qx（W/m^2)是与传输方向相垂直的单位面积上的热流速率。它与在该方向上的温度梯度成正比，其中的比例系数 k 就是介质的热导率，是物质最基本的物理性质之一。

热对流

对流传热又称热对流，是指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。

对流传热可分为强迫对流和自然对流。强迫对流是由于外界作用推动下产生的流体循环流动。自然对流是由于温度不同密度梯度变化，重力作用引起低温高密度流体自上而下流动，高温低密度流体自下而上流动。

对流热流密度计算公式，又称牛顿冷却公式

其中q''是热流密度（W/m^2)，Ts是固体壁面温度，是壁面接触流体的温度。h为对流换热系数 [ W/m^2*K ]。h与边界层中的条件有关，边界层又取决于表面的几何形状、流体的运动特性及流体的众多热力学性质和输运性质。

热辐射是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的传热方式。它不依赖任何外界条件而进行，是在真空中最为有效的传热方式。

不管物质处在何种状态（固态、气态、液态或者玻璃态），只要物质有温度（所有物质都有温度），就会以电磁波（也就是，光子）的形式向外辐射能量。这种能量的发射是由于组成物质的原子或分子中电子排列位置的改变所造成的。

实际传热过程一般都不是单一的传热方式，如煮开水过程中，火焰对炉壁的传热，就是辐射、对流和传导的综合，而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便，人们在传热研究中把三种传热方式分解开来，然后再加以综合。

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