加肋

肋片效率是指肋片实际换热量Q与假设肋片整个表面都处于肋基温度时的换热量Q₀之比，用符号η_f表示，即：η_f=Q/Q₀=实际传热量/整个肋表面处于肋基温度时的传热量。式中Q₀是整个肋表面都处于肋基温度下的传热量，这只是假设当肋片材料λ→0时下的传热量。根据牛顿冷却公式Q=αA_f(t₀-t_f)，A_f是指肋片与流体接触的表面积(注意与前面肋片横截面积A的区别)。对于已知形状、尺寸的肋片，A_f很容易算出，Q₀也容易算出，肋片效率η_f通常根据肋片形状和有关参数直接查对应的效率曲线得知。

肋片效率η_f是(mh')的函数，但是肋片效率的高低并不能反映肋片增强传热量的多少。肋片效率很高时，增加的传热量反而较小；肋片效率较低时，增加的传热量反而不是很小。

研究肋壁传热，首先应了解肋片的一些基本尺寸和术语。如图1示的矩形截面直肋中，肋高h指肋片垂直于本体方向的尺寸；肋宽b指肋片与本体接触方向的尺寸；肋厚δ指肋片垂直于肋高和肋宽方向的尺寸；截面积A指肋片垂直于肋高截面的面积。肋基指肋片与本体接触处，此处面积称为肋基面积A₀；肋端是指肋片高度的末端处，此处面积称为肋端面积A_h。凡肋基处的参数都以下标“0”表示，肋端处参数都以下标“h”表示。

设周围流体温度t_f小于肋基温度t₀，肋片上温度分布为t₀>t>t_f。热量经肋基处传出后，一部分向前传导，一部分经四周表面与流体对流传热。如图1所示，沿着热流方向肋片温度逐渐下降，向前导热热量及向四周流体传热量都同时减小，至肋端面处，最后剩余的热量经端面以对流换热的方式传给流体。总之，从肋基导出的所有热量经肋片传递作用全部传给四周的流体，肋片能起强化传热和调节壁温作用是因为肋片一般均用导热性能较好(λ较大)的材料制成，从肋基处能导出更多的热量，并能迅速传至肋片每个地方。另一方面，加肋后与流体接触的表面积比无肋时与流体接触的表面积增加很多，传热更充分，对流换热热阻大大减小。

在传热过程中，如果一种流体和固体表面问的传热系数(如α₂)相对另一种流体的表面传热系数(α₁)较小，而且该表面传热系数(α₂)所对应的热阻在传热过程总热阻中是最大的，则此时降低这一最大热阻可明显提高传热过程的传热强度。降低表面对流换热热阻的方法有许多，在表面上加装肋片，使表面成为肋壁，增大流体与壁面的换热面积是减小表面换热热阻的有效手段。

如图2所示，平壁一侧为光壁，另一侧由肋片组成肋壁。设无肋一侧的表面积为A_i，肋壁侧总表面积为A₀，它包括肋面突出部分的面积A₂及肋与肋间的平壁部分的面积A₁两个部分，即A₀=A₁ A₂。肋间壁面与流体的换热量为α₀A₁(t_w0-t₀)，而肋面本身与流体的换热量则为α₀η_fA₂(t_w0-t₀)。此处η_f为肋片效率。在稳态条件下，通过传热过程各环节的热流量Q是一样的。