[科普中国]-复合传热

定义

两种或三种基本热量传递方式同时起作用的传热称为复合传热。热工件在厂房中的冷却散热；锅炉及窖炉余热回收换热器中高温烟气与管束管壁之间的换热等是复合传热的实例。这些实例的共同特点是对流换热与辐射换热两种基本热量传递方式在起作用。1

基本热量传递方式导热物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动进行热量的传递称为导热。

对流对流是指流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递方式。对流仅能发生在流体中，而且必然伴随着导热。

热辐射物体通过电磁波传递能量的方式称为辐射。物体会因为各种原因发出辐射能，其中因热的原因发出辐射能的现象称为热辐射。1

复合传热的计算复合传热计算的目的是确定两种并联的热量传递方式的总效果。原则上复合传热的总散热量等于构成并联系统的两种基本换热方式散热量的总和，即

Φ=Φc+Φr，式中Φ为复合传热的总换热量，Φc为对流换热量，Φr为辐射换热量

Φc=hc(tw-tf)A Φr=hr(tw-tf)A,式中tw为表面壁温，tf为周围空气温度，A为换热表面积，hc为表面传热系数，hr为辐射换热表面传热系数

联立上式得：

Φ=（hc+hr）(tw-tf)F=h(tw-tf)A，式中h为复合传热表面传热系数，它等于对流换热表面传热系数与辐射换热表面传热系数之和。1

研究意义复合传热现象无时无处不在，它的影响几乎遍及现代所有的工业部门，也渗透到农业、林业等许多技术部门中。可以说除了极个别的情况以外，很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域，像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识，而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果，并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上，传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素2。