对流传热的特点

对流传热的特点

由于流体分子之间的宏观相对位移所产生的对流运动，将热量由空间的一处传至另一处的现象称对流传热，这种现象只发生于流体内部。如果流体质点的相对位移是由于自身各点温度的差异，称自然对流，如果流体质点的相对位移是由于受外力的作用，则称强制对流。

常见的对流传热是热量从器壁传向流体主体，或者反过来从流休主体传向器壁的传热，习惯上亦把此种过程称给热。

流体流经固体壁面时，不管主体部分湍流程度如何强烈，由于壁面的约束，在靠近固体壁面处，总存在有一层流速缓慢、属于层流流动的薄层，称为层流边界层。

流体向壁面对流传热时，靠近壁面处，存在着层流层，在这层中，流体质点作有规则的平行流动，各层质点间不发生碰插及混合现象，在与流动方向相互垂直的方向上，热量传递不可能通过对流只能依靠传导方式进行。而流体的导热系数一般都比较小，因而在这一层中，存在有较大的温度变化。：在湍流主体中，传热依靠流体质点的扰动、混和和位移，热阻很小，易于传热，故温度基本上是均匀的，无明显的温度变化。在主体与层流层之间存在着缓冲层（虚拟），在这里既存在传导传热，也有因流休质点位移、混和而造成的传热，即对流传热，因而在缓冲层中亦存在有一定的温度变化。因此，对流传热实际上是包括传导和对流两种传热方式的综合过程，是上述几个部分传热过程的统称。在对流传热过程中，通常将有明显温度变化的区域称为传热边界层，包括层流层的厚度和经折算的缓冲层的厚度。

综上所述，固体壁面与流体间的对流传热，包含着壁面与其相接触的流体质点间以及流体层流层内的传导、湍流区内流体的对流传热，从而使整个过程变得比较复杂。同时，传热边界层（包括缓冲层）的厚度及其外缘温度又很难测定，所以工程上把其合并在一起处理，统称为对流给热。

传热边界层的热阻比湍流区的热阻大得多，因传热边界层的导热是对流给热过程的控制因素。要提髙对流给热速率，最有效的办法楚设法减薄层流层的原度。例如增大流体流速、增大流动过程中的湍动程议等，均可减薄传热边界层的厚度，起到强化对流传热的作用。