众所周知,能量不仅有数量之分,还有品质之别,(火用)便是能质的度量。随着人们对能源短缺和节能意识的不断增长,(火用)分析法作为一种使能量与能质同时获得合理利用的能量分析方法已取得了较大发展,并被广泛应用于指导各种用能过程。由于(火用)具有能量的特性,则必然具有转换和传递的特性,因而近年来(火用)传递的研究也正在兴起。能量在传递和转换过程中其量守恒,而(火用)在传递和转换过程中其量不守恒,因此,(火用)传递规律必然不同于能量传递规律。(火用)传递是(火用)分析研究的深入和发展,与(火用)分析相比,以能量传递的动态描述为主要特征的(火用)传递,更能揭示能量贬值的实质,从而为开展深层次节能找到新的理论思路和依据。目前的(火用)传递研究大多集中于一、二维的稳态与非稳态导热过程,而工程上的各种换热设备中普遍存在对流换热现象,目前对流换热(火用)传递在工程应用方面的分析研究相对较少,仅有少量的报道。对外部流动(如横掠平板及圆管的流动等)强制对流换热过程能量传递的研究则大多基于其传热特性的研究,而对于其(火用)传递特性的研究还未见有关文献报道。因此对外部流动强制对流换热过程(火用)传递规律的分析研究是非常必要的。本课题针对恒壁温工况下,对流体横掠平板及圆管的对流换热过程的(火用)传递特性进行了研究,横掠平板分别就层流和紊流两种情况进行了分析。通过引入传(火用)Nusselt数、(火用)传递系数等概念,建立了适用于工程计算的(火用)传递方程,并进行了数值计算,讨论了Reynolds数、壁温以及不同壁面位置等参数对外部流动对流换热传(火用)性能的影响,最后将传(火用)和传热的结果进行了比较。另一方面,从(火用)传递的观点出发,重新定义了肋片的效率。肋效率的常规定义为肋片的实际传热量与理想传热量之比,而所谓理想传热量即为整个肋片都处于肋基温度下的传热量,此时肋片的换热温差最大,在对流换热系数不变的情况下,换热量最大。然而,应当指出的是,如从热力学的观点出发,此时肋片换热的温差不可逆性也最大,即此时并不是热力学上的理想状态,因此常规的肋效率的定义缺乏科学性,同时常规的肋效率定义没有考虑流阻的影响,从而有必要重新认识及定义肋片的效率。本文从(火用)传递的角度对肋片的效率重新作了定义,即为肋片的实际传(火用)量与理想传(火用)量之比,并导出了肋片传(火用)效率的新的表达式。文中还讨论了Reynolds数、无量纲数及肋片结构尺寸等对针肋和直肋传(火用)效率的影响,给出了相关数值计算结果,并与常规的肋效率结果进行了比较。本课题的研究将为丰富和完善外部流动强制对流换热(火用)传递规律的分析、研究提供些新的理论依据,具有一定的学术指导意义和工程实用价值。