题目
影响对流传热系数α的因素很多,在流体无相变时,主要有
影响对流传热系数α的因素很多,在流体无相变时,主要有
题目解答
答案
流体的流速:u升浮力:ρgβΔt流体的物理性质:ρ、μ、λ、CP设备特征尺寸:L
解析
本题考查对流传热系数α的影响因素,核心在于理解流体流动状态和物理性质如何共同作用于传热过程。关键点包括:
- 流速:影响流动类型(层流/湍流),进而改变边界层厚度和传热效率;
- 浮力:在自然对流中,浮力与粘性力的对比(Grashof数)决定流动强度;
- 流体物理性质:密度、粘度、导热系数、比热容等直接决定能量传递能力;
- 设备尺寸:特征尺寸通过无量纲数(如Re、Gr)间接影响对流换热。
1. 流体的流速(u)
- 强制对流中,流速增大增强流体扰动,减薄边界层,提高α;
- 流速通过雷诺数(Re = ρuL/μ)影响流动状态(层流→湍流)。
2. 浮力(ρgβΔT)
- 自然对流中,浮力由温度差ΔT引起,通过Grashof数(Gr = (gβΔT L³)/μ²)反映浮力与粘性力的比;
- Gr越大,自然对流越强,α越大。
3. 流体的物理性质
- 密度ρ:影响浮力大小;
- 动力粘度μ:决定边界层厚度(μ大时边界层厚,α小);
- 导热系数λ:λ大时导热效率高,α大;
- 比热容Cp:影响流体吸收/释放热量的能力。
4. 设备特征尺寸(L)
- L通过无量纲数(Re、Gr)间接影响α;
- L大时,流动更充分,α趋于稳定值。