工业炉燃烧之流体自然对流换热

流体与固体壁之间的自然对流换热在工程技术上是常见的。自然对流的剧烈程度取决于换热强度。当壁面与液体的温差愈大，换热面积愈大时，则换热愈强烈，自然对流也就愈剧烈。自然对流的流体沿壁面的流动状态也有层流和紊流之分。热竖壁与空气的自然对流换热。在壁面上有一层由下向上流动的受热流体。它的厚度由下向上逐渐增厚。它的流动状态，在它的下部不长一段，由于换热刚开始，平均温度不高，浮升力尚小，加上此时粘性力的制约， 气流速度较低， 处于层流状态。随着气流上升时的沿途被加热，平均温度升高，浮升力增大，流速加快。再往上，则由于浮升力的进一步加大，流速进一步加快而过渡到紊流状态。因此， 局部放热系数在壁的下端最大，随着高度的增加面减小。当流态过渡到紊流时，又增大， 并且很快达到一稳定值。气体沿竖管、 横管以及一些椭圆形物体壁面的自然对流换热也和上例相同， 由此可见， 影响自然对流的几何因素主要是物体的高度而不是其形状。如果物体的高度不大， 则气流的层流状态就可能保持到超过物体的高度。

对流换热都是流体在换热过程中不产生气化或凝结的情况下进行的。若流体发生汽化或凝结， 将会由于汽化潜热的吸收或释放而将大量的热量从壁面夺走或传递给壁画， 从面使放热系数远较无汽化或凝结时大。