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复合换热
简介
复合换热,对于壁面与气体和周围环境之间的换热过程,出对流换热外,还同时存在辐射换热,这种过程称为复合换热过程。即两种或三种基本热量传递方式同时起作用的传热。
复合传热计算
对于这复合换热过程,可将对流换热的热流通量qc与辐射换热的热流通量qR相加,从而得到整个换热过程的热流通量:q = qc + qR 设辐射板表面温度为tw,发射率为ε,周围空气温度为tf,对流换热系数为C_12,则辐射采暖板的对流换热热流通量为: qc=αc( tw - tf ) 辐射换热的热流通量为: q_R=C_12 [(T_w/100)^4-(T_f/100)^4] 总热流通量为: q = qc + qR = {α_c+C_12∙[(T_w/100)^4-(T_f/100)^4 ]/(t_w-t_f )}(t_w-t_f) = (α_c+α_R )(t_w-t_f ) = α⋅(t_w-t_f) W/m2 式中α为总换热系数,α =α_c+α_R;αc为对流换热系数,αR为辐射换热系数。
α_R=C_12 (T_w^4-T_f^4)/(T_w-T_f )⋅〖10〗^(-8)
利用辐射换热系数αR把辐射换热量化成相当的对流换热量,使计算公式简化。上式中温度选项((T_w^4-T_f^4)/(T_w-T_f ))也叫温度系数θ,它只是温度Tw,Tf的函数。实际使用中,常把θ=f(Tw-Tf)制成线图或表[2],以便计算使用。必须指出的是上面的推导中,tf为空气温度,对辐射换热来讲,用这个温度计算是有一定误差的。因此国外在采暖房屋围护结构热损失计算中提出了“环境温度”1的概念,它综合考虑了空气温度和围护结构内表面温度,从而使这一误差减小。 实际工程计算中,对复合换热情况只要抓住其主要矛盾,可使计算简化。例如:以导热为主导的热量传递过程中按导热过程进行计算,另外的对流和辐射因素在导热系数中加以考虑。在对流换热与辐射换热同时存在,而二者相差极为悬殊时,工程计算中就计算主要作用的一方。总之,对复合换热问题应抓住主要矛盾,对具体问题进行具体分析。
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