2 對流熱交換
2.1 牛頓冷卻定律和對流熱阻
[Joule/s = Watt] Convective heat flux, Power
TP [K or °C] Temperature of plate
Ta [K or °C] Ambient temperature
? or h [W/(m²*K)] Heat exchange coefficient
牛頓冷卻定律表明：由平面進入到空氣中的熱量與溫差和面積成線性關系。
這個比例系數 稱為熱交換系數。 不是一個常數，而是隨著對流的類型（強迫對流、自然對流）、空氣流速以及特征尺寸變化的。上式描述了板子在獲取熱量和散去熱量之間的熱量平衡。如果板子獲得的熱量為 ，則我們可以通過上式來估計板子的平均溫度為：
 
如果板子的六個面有不同的 值，則：
 
對于自然對流的情況， 值大約在5－10 ，在強迫對流情況中， 隨著冷卻空氣的流速變化。
實例：具有10W熱功耗的歐洲標準板子（ ）在自然對流情況下的平均溫度為多少？我們假定熱功耗的散失是在板子上平均分布的。我們采用 。PCB板的前后兩面作為散熱區域。
注意：在Flotherm中，熱交換系數 不需要輸入，這個值軟件會自動計算。

2.2 Nusselt數和平板對流
文獻：
M. Wutz (1991): Wärmeabfuhr in der Elektronik, Vieweg Verlag
W. Wagner (1998): Wärmeübertragung. Vogel Verlag (Kamprath-Reihe)
VDI Wärmeatlas …
Incoprera ….
通常情況下Flotherm用戶不需要擔心熱交換系數 。但以下所述的內容有助于驗證仿真結果的正確性。可以采用努塞爾（Nusselt）準則數來估計熱交換系數 。從而產生了相應的公式和圖表來揭示哪些因素會促使熱量的傳遞。
努塞爾（Nusselt）數是一個無量綱的準則數，并且由熱交換系數 、幾何特征長度 和流體的熱導率 確定。
 
其中 稱為特征長度，與雷諾（Reynolds）數或格拉曉夫（Grashof）數中的 定義相類似。如果我們知道了努塞爾（Nusselt）數，就可以由下式得到熱交換系數 。
 
其中 稱為特征長度，與雷諾（Reynolds）數或格拉曉夫（Grashof）數中的 定義相類似。 是流體的熱導率。
建議：在采用努塞爾（Nusselt）準則數進行計算的時候，應注意其適用的范圍。

2.2.1 強迫對流
雷諾（Reynolds）數的定義為：
 
其中 是流體的特征流速， 是特征長度， 是流體的運動粘度（空氣： ）
流體以均勻的流速 掠過某一平板，則 并且 是沿著平板流動方向的長度。所以當空氣沿著平板的長邊流動與沿著平板短邊流動時，兩者的雷諾（Reynolds）數可能不同。
2.2.2 外掠平板層流換熱
只要 ，就認為流動處于層流狀態：
對于空氣和所有理想氣體而言，其普朗特（Prandtl）數 ，對于水 ，所以對于空氣可以得到：
2.2.3 外掠平板湍流換熱
2.2.4 自然對流層流狀態下的平板換熱
在自然對流情況下浮升力會促使流體（通常是空氣）流動。這個無量綱的控制變量是格拉曉夫（Grashof）數。如果我們假定一塊高為 的垂直放置，流體流動的距離為板的高度 ，也就是 ， 定義為：
 稱為瑞利（Rayleigh）數， ，對于處于空氣中的平板，上式可以轉化為：
其它準則數可以參考相關的文獻。使用準則數時首先判斷問題是常壁溫還是常熱流。這兩者是不一樣的。
2.2.5 自然對流湍流狀態下的平板換熱
什么時候才是自然對流湍流狀態下的平板換熱？？
當 。對于平板意味著 。
2.2.6 自然對流情況下的流動狀態
在平板表面的邊界條件是速度 ，在距平板一段距離處空氣流速達到最大。

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