错位相减法求和公式有限元热力学常见概念汇总

2020年10月16日发(作者：霍懋征)
.
Film Coefficient(对流换热系数)
流体与固体表面之间的换 热能力，比如说，物体表面与附近空气温差1℃，
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^2·℃)。表
面对流换热系数的数值与换热过程中流体的物理性质、换热表面的形状、部 位、
表面与流体之间的温差以及流体的流速等都有密切关系。物体表面附近的流体的
流速愈大， 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
1、详细内容 < br>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-t∞)
Q = h*A*(tw-t∞)=q*A
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Wm^2；
tw、t∞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)。
2、理论发展
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）。
3、实例应用
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。
4、对流换热系数的大致量级：
空气自然对流 5 ～ 25
气体强制对流 20 ～ 100
水的自然对流 200 ～1000
水的强制对流 1000 ～ 15000
..
.
油类的强制对流 50 ～ 1500
水蒸气的冷凝 5000 ～ 15000
有机蒸汽的冷凝 500 ～ 2000
水的沸腾 2500 ～ 25000

Emissivity(综合辐射系数)
自然界中的各个物体都在不停地想空间散发出辐射热 ，同时又在不停地吸收
其他物体散发出的辐射热，这种在物体表面之间由辐射与吸收综合作用下完成的< br>热量传递就是辐射换热。
辐射换热是各种工业炉、锅炉等高温热力设备中重要的换热方式。常见 的问
题有两类：固体表面间的辐射换热，取决于辐射角系数F和黑度ε值；固体表
面间夹有气体 的辐射换热，除F和ε值外，还与气体夹层厚度及其黑度有关。

..