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内容举例: 传 热一、热传导、对流传热二、总传热三、换热器及强化传热途径 一、热传导、对流传热: 传热基本方式: 1、热传导(宏观无位移):若物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导(又称导热)。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差,此时热量将从高温部分传向低温部分,或从高温物体传向与它接触的低温物体,直至整个物体的各部分温度相等为止。 2、热对流(宏观有位移):流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热对流(简称对流)。热对流仅发生在流体中。在流体中产生对流的原因有二: 一是因流体中各处的温度不同而引起密度的差别,使轻者上浮,重者下沉,流体质点产生相对位移,这种对流称为自然对流;二是因泵(风机)或搅拌等外力所致的质点强制运动,这种对流称为强制对流。 3、热辐射(不需要介质):因热的原因而产生的电磁波在空间的传递,称为热辐射。所有物体(包括固体、液体和气体)都能将热能以电磁波形式发射出去,而不需要任何介质,也就是说它可以在真空中传播。 4、对流传热:流体流过固体壁面(流体温度与壁面温度不同)时的传热过程称为对流传热。 1)流体无相变的对流传热 流体在传热过程中不发生相变化,依据流体流动原因不同,可分为两种情况。 ①强制对流传热,流体因外力作用而引起的流动; ②自然对流传热,仅因温度差而产生流体内部密度差引起的流体对.. 流动。 2)流体有相变的对流传热 流体在传热过程中发生相变化,它分为两种情况。 ①蒸气冷凝,气体在传热过程中全部或部分冷凝为液体; ②液体沸腾,液体在传热过程中沸腾汽化,部分液体转变为气体 对流传热的温度分布情况 对流传热是集热对流和热传导于一体的综合现象。对流传热的热阻主要集中在层流内层,因此,减薄层流内层的厚度是强化对流传热的主要途径。 传热过程中热、冷流体(接触)热交换方式:(书p211) 直接接触式换热和混合式换热器; 蓄热式换热和蓄热器; 典型的间壁式换热器:(列管换热器,区分壳程、管程、单/多壳程、单/多管程) 特定的管壳式换热器传热面积:S= S——传热面积;n——管数;d——管径,m; L——管长,m。 传热速率和热通量: 传热速率Q(又称热流量)指单位时间内通过传热面积的热量; 传热速率= ;Q= R——整个传热面的热阻, 热通量q(又称传热速度)指单位面机的传热速率。 q= ;q= ; R’——单位传热面积的热阻, 热传导基本规律: 傅里叶定律:傅立叶定律为热传导的基本定律,表示通过等温表面的导热速率与温度梯度及传热面积成正比,即: 通过平壁的稳态热传导: 单层平壁的热传导: b——平壁厚度,m; △t——温度差,导热推动力, ; ——导热热阻, /W; ——导热热阻, 2、 多层平壁的热传导: 在稳态导热时,通过各层的导热速率必相等,即Q=Q1=Q2=Q3 ;热通量也相等:q=q1=q2=q3(三层)(n层) 通过圆筒壁的热传导: 单层圆筒壁的热传导: 多层圆筒壁的热传导: Q1=Q2=Q3=Qn (注意判断选择填空) q1>q2>q3>qn (n层) 保温层的临界直径: 通常,热损失随保温层厚度的增加而减少。但是在小直径圆管外包扎性能不良的保温材料,随保泪层厚度增加,可能反而使热损失增大。 (散热区、保温区,d0大于B点保温才有意义) 二、总传热:(参考习题及例题) 热量衡算:
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