如果用 T 表示贴壁处流体的温度梯度，
n n0
则 dQ dS T 与牛顿冷却定律 dQ dST联立：
n n0
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T
T n n0
——理论上计算对流传热系数的基础
表明：对一定的流体，当流体与壁面的温度差一定时，对 流传热系数之取决于紧靠壁面流体的温度梯度。
热边界层的厚薄，影响层内温度分布，因而影响温度梯度 。当边界层内、外的温度差一定时，热边界层越薄，温度梯 度越大，因而α也就上升。因此通过改善流动状况，使层流 底层厚度减小，是强化传热的主要途径之一。
第四章 传热
第三节 对流传热
一、对流传热的分析 二、壁面和流体的对流传 热速率 三、热边界层
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一、对流传热的分析
滞流内层 流体分层运动，相邻层间没有流体的
宏观运动。在垂直于流动方向上不存
在热对流，该方向上的热传递仅为流
流体沿固体 壁面的流动
体的热传导。该层中温度差较大，即 温度梯度较大。 缓冲层 热对流和热传导作用大致相同，在该层
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律可以表示为：Q St
2、对流传热系数
对流传热系数a定义式： Q
St
表示单位温度差下，单位传热面积的对流传热速率。 单位W/m2.k。 反映了对流传热的快慢，对流传热系数大，则传热快。
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三、热边界层与换热微分方程式
热边界层（温度边界层） ：
壁面附近因换热而使流体温度发生了变化的区域 。
对流传热速率
对流体间的温度差
阻力：影响因素很多，但与壁面的表面积成反比。
对流传热速率方程可以表示为：
Q T Tw 1
dS
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(T Tw)dS
——牛顿冷却定律
在换热器中，局部对流传热系数α随管长而变化，但在 工程计算中，常使用平均对流传热系数，此时牛顿冷却定
规定 Tw T 0.99(Tw T ) 处为热边界层的界限，
热边界层的厚度常用 T 表示。
温度边界层内的温度分布与流动边界层内流体的流动情况 有关： • 在靠近壁的层流内层中流动为层流，热量传递通过导热进 行。温度分布曲线的斜率大（温度梯度大）。
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•在缓冲层内，由于对 流传热的作用，温度 梯度变小。 •在湍流核心，质点湍 动强烈，对流很快， 温度梯度更小。
内温度发生较缓慢的变化。
湍流主体 温度梯度很小，各处的温度基本相同。
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对流传热是集对流和热传导于一体的综合现象。 对流传热的热阻主要集中在滞流内层。减薄滞流内层的厚 度是强化对流传热的主要途径。
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二、壁面和流体间的对流传热速率
1、对流传热速率表达式
据传递过程速率的普遍关系，壁面和流体间的对流传热速率：