這里所說(shuō)的對(duì)流換熱是指流體與固體壁面之間的熱量交換過(guò)程,這一過(guò)程是一種極其復(fù)雜的現(xiàn)象,如流體與固體壁面的溫差,流體運(yùn)動(dòng)發(fā)生的原因,流體運(yùn)動(dòng)的情況,流體的物性以及固體壁面的形狀、大小和位置等,都與對(duì)流換熱的強(qiáng)度有關(guān)。
當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的壁面與相接觸面而流動(dòng)著的空氣之間存在著溫差時(shí),相互間就會(huì)產(chǎn)生對(duì)流換熱,其中包括空氣分子之間的導(dǎo)熱和由空氣分子相對(duì)位移而引起的熱量轉(zhuǎn)移兩種傳熱方式。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察得知,空氣沿壁面流動(dòng)時(shí),在緊靠壁面處有一薄層空氣平行于壁面做有規(guī)則的流動(dòng),見(jiàn)圖3-9,這一薄層叫做“層流邊界層”。
在層流邊界層內(nèi),熱量的轉(zhuǎn)移主要靠導(dǎo)熱;距表面稍遠(yuǎn)處的空氣呈不規(guī)則流動(dòng),這一區(qū)域稱作“紊流區(qū)”,在紊流區(qū)熱量的轉(zhuǎn)移是靠空氣分子的相對(duì)位移,通過(guò)溫度觀測(cè)可以看出,在層流邊界層內(nèi),因空氣導(dǎo)熱性低而出現(xiàn)顯著的溫度降低,在邊界層外的紊流區(qū)內(nèi)由于空氣冷熱分子的互相混合,溫度逐漸趨于一致。