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第七讲,
一、本课的基本要求：
4,注意 定性尺寸、定性温度的问题。
1,流体横向流过单根圆管、管束时的对流换热量的计
算公式。
2,自然对流换热的特点、计算换热量的式子。
3,判定自然对流换热中层流附面层与紊流附面层的
依据。
第二章 热 量 传 输
自然对流换热
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二、本课的重点、难点：
1,本课的重点是自然对流换热的特点、计算。
2,本课的难点是对流体横向流过单根
圆管、管束时附面层变化的理解。
第二章 热 量 传 输
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2.3.4 流体通过其他物体时的对流换热
1,流体横向流过圆管时的对流换热
（ 1）流体横向流过单根圆管时的对流换热
特点：附面层随着流体横掠圆管的位置而发生相应的变化。
附面层厚度由小 ?大 ?突然变小 ?再逐渐增大 ?又突然变
小如此循环。
Nu数由大 ?小 ?突然变大 ?再逐渐减小 ?又突然变大如
此循环
其经验公式为：
Nu=CRenPr1/3
式中 C,n见书 149页表 2-3-3
第二章 热 量 传 输
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（ 2）流体横向流过管束时的对流换热
管间距、排列方式也会影响流体横向流过管束
时的对流换热。
管束：指多根单管按一定的方式排列的组合。
管束的类型,顺排
叉排
2,流体流过球体时的对流换热
第二章 热 量 传 输
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2.3.5 自然对流换热
1,自然对流换热的特点
（ 1） 自然对流,静止流体与固体表面接触，
如果其间有温度差，则靠近固体表面的流
体将因受热（冷却）与主体静止流体之间
产生温度差，从而造成密度差，在浮力作
用下产生流体上下的相对运动，这种流动
称为自然流动或自然对流。
第二章 热 量 传 输
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（ 2）自然对流换热,在自然对流下的热
量传输过程即为自然对流换热。
（ 3） 在自然对流换热中，速度场与温度
场是相互影响相互制约的；而代表浮
力与粘性力之比且包括有温度差 ?t的
Gr准数起决定性作用 。
（ 4） 自然对流换热附面层的特点,靠近
表面处流速 =0，附面层以外静止流体的
流速也 =0，因而在附面层内存在一流速
的极大值。速度场及温度场如下所示 。
第二章 热 量 传 输
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第二章 热 量 传 输
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2．自然对流换热的计算
自然对流换热的准数方程式一般表达式为：
Nu=C(GrPr) n
式中的 C,n与流动性质及表面朝向有关。
适用条件,只适用于书上所列表、图及表
面温度为常数的情况。其他情况可作修正
后使用。
界定自然对流换热附面层为层流或紊流的 Gr
数是,109
第二章 热 量 传 输
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2.3.6 强制对流与自然对流共同存在时的对流换热
强制对流换热中常附加自然对流换热，
后者有时可以忽略，有时不得忽略，其判
别标准是：
=g??tL/?2
Gr/Re2 表示浮力与惯性力的相对大小。在管
流中 Gr/Re2?0.1时，自然对流可以忽略，
Gr/Re2 ???时，则认为是纯自然对流换热。
水平管层流、紊流混合对流换热的计
算公式见书 156页。
第二章 热 量 传 输
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作业：
P207 14 15
第二章 热 量 传 输
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