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2023-10-17
流体导热性及对流传热过程—STAR-CCM+与流场计算
【摘要】：流体的导热性是指当流体内部或流体与其他介质之间存在温度差时，温度较高区域与温度较低区域之间存在热量传递的现象。流体流过壁面时，紧贴壁面的位置会形成层流底层，流体在该处流速很低，几乎可看作为零，故此处流体与壁面进行的是导热过程；层流之外的区域热传递方式主要是对流传热过程。对流 通常情况下，流体与固体表面间的对流换热量可用下式表达：q=h （1-4）式中 q——热流量；h——换热系数[W/]；T1-T2——流体与固体的温度差。
流体的导热性是指当流体内部或流体与其他介质之间存在温度差时，温度较高区域与温度较低区域之间存在热量传递的现象。
热量传递有导热、对流和热辐射三种方式。流体流过壁面时，紧贴壁面的位置会形成层流底层，流体在该处流速很低，几乎可看作为零，故此处流体与壁面进行的是导热过程；层流之外的区域热传递方式主要是对流传热过程。
（1）导热 单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量。当物体的温度仅在x方向发生变化时，按照傅里叶定律（又称导热基本定律），热流密度的表达方式为
式中 q——热流量（W/m2）；
Φ——总换热量（W）；
A——换热面积（m2）；
λ——导热系数[W/（m·K）]；
沿x方向的温度梯度（K/m），x为面积的法线方向；
负号“-”表示热量传递方向与温度梯度方向相反。
（2）对流 通常情况下，流体与固体表面间的对流换热量可用下式表达：
q=h（T1-T2） （1-4）(www.chuimin.cn)
式中 q——热流量（W/m2）；
h——换热系数[W/（m2·K）]；
T1-T2——流体与固体的温度差（K）。
（3）热辐射 一切实际物体的辐射能力都小于同温度下的黑体。实际物体辐射热流量的计算总可以采用斯特潘-波耳兹曼定律的经验修正公式：
Φ=ε1A1σ（T41-T42） （1-5）
式中 Φ——总换热量（W）；
ε1——物体1的发射率（又称黑度），其值总小于1；
A1——物体1的辐射面积（m2）；
σ——斯特潘-波耳兹曼常量（又称黑体辐射常数），是个自然常数，σ=5.67×10-8W/（m2·K4）；
T1、T2——物体1和物体2的温度（K）。
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2023-10-17
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2023-10-17
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