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热传递的基本原理


削弱传热
削弱传热一般用于减少热力设备及热力管道 对环境的散热,且通过敷设隔热层的办法来实现。 石棉、珍珠岩、矿渣棉等各类制品,是电厂 中广泛采用的隔热保温材料。


换热器
换热器的定义:用来使热量从热流体传递到冷流 体,以满足规定的工艺要求的装置
换热器的类 型 按其工作原理,火电厂中的换热器一般 可分为混合式、表面式和再生式三类
换热器内冷热流体的相根据传热学的基本原理设法增 强传热过程的传热效果,其目的在于使一定的换热 设备获得较大的传热量,或在一定的传热量要求下 使所需的传热面积最小,设备成本最低。
热传递的基本原理
第三组
热传递定义
是热从温度高的物体传到温度低的物体,或 者从物体的高温部分传到低温部分的过程。 热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。 只要物体之间或同一物体的不同部分之间存 在温度差,就会有热传递现象发生,并且将 一直继续到温度相同的时候为止。发生热传 递的唯一条件是存在温度差,与物体的状态 ,物体间是否接触都无关。热传递的结果是 温差消失,即发生热传递的物体间或物体的 不同部分达到相同的温度。
的四次方成正比。
2.基尔霍夫定律:在热平衡的条件下实际物体的吸收
率在数值上等于该物体的黑度。
因此,辐射传热就是不同物体间相互辐射和吸收 能量的结果。辐射传热不仅是能量的传递,同时 还伴有能量形式的转换。热辐射不需要任何媒介 ,换言之,可以在真空中传播。这是热辐射不同 于其他传热方式的另一特点。应予指出,只有物 体温度较高时,辐射传热才能成为主要的传热方 式(如化工生产现场的管式炉)。 实际上,传热过程往往并非以某种传热方式单独 出现,而是两种甚至是三种传热方式的组合。例 如,热水瓶抽真空的目的就是为了减少导热过程 的损失;瓶口加塞就是为了减少对流损失;内胆 镀银是为减少辐射传热的损失。再如,化工生产 中普遍使用的间壁式换热器中的传热,主要是以 热对流和导热相结合的方式进行的
辐射换热 热辐射的基本概念
是指物体通过发射电磁波向外传递能量的现象。一般, 若电磁波的波长在0.1~1000/μ m之间,则称为热辐 射。只要温度高于绝对零度,物体就会不断地将其热 能转变为辐射能向外发射,因此自然界的物体都具有 辐射能力。 在辐射换热过程中也伴随着能量形式的转换

热力 学能
电磁 波能
特点
任何物体只要温度高 于零度 辐射能与波长温度有 关
具有方向性
热 辐 射
伴随能量形式转换
可以再真空中 传播
发射辐射取决 于温度4次方
三 种 传 递 方 式 共 同 点
•实现了能量的转移 •传递方向都是由高温 物体传至低温物体 •热传导和热对流都是通 过分子热运动传递的,而 热辐射是通过电磁波
传热过程与换热器 热量从温度较高的流体经过固体壁传给另一侧温度 较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程 。 在传热过程中,往往是几种基本传热方式同时存在 ,即除固体内部的导热外,还同时存在着固体与流 体的对热和辐射换热。这种固体壁面同时存在对流 和辐射换热的过程称为复合换热。
热传递方式
1 2 热传导 热对流 热辐射
3
导热 当物体内部或相互接触的物体间存在温 度差时,热量从高温物体传到低温处的 过程称为导热。 导热一般发生在固体与固体间,主要是 通过材料晶格的热振动波以及自由电子 迁秱来实现的。
傅立叶定律 傅里叶定律用文字描述为单位时间内通过导热体 单位面积上的到热量,在数值上与该面积上的温度 成正比,而方向成反比。
对流换热 当温度不同的各部分流体之间产生宏观的相对运动 时,各部分流体因相互掺混所引起的热量传递过程 ,称为热对流。流动着的流体与其相接触的固体壁 面之间的热量传递过程,称为对流换热。
流动的起因
流动起因分为强制 对流和自然对流的 两个换热过程
流体的流态
流动状态有层流和 紊流两种
流体的物理性质
流体热性质参数有热导 率、动力黏度、比定压 热容、密度以及体积膨 胀系数
对流换热的 主要影响因 素
几何因素的影响
指壁面几何形状、大 小,流体与固体热接 触的相对位置等对对 流换热的影响
对流换热的计算
流体有相变时的对流换热
在火电厂中,不仅经常遇到单相流体的对流换热, 而且会遇到液体受热沸腾和蒸汽遇冷凝结等有相变 时的对流换热。 沸腾换热是在固体壁面的温度超过与之相接 触的液体饱和温度时发生的。 凝结换热是在壁面温度低于与之接触的蒸汽 压力下的饱和温度时才会发生。
热力 学能
A+R+D=1
A:物体的吸收率; R:物体的反射率; D:物体的投射率;
A=1表明落到物体表面上的辐射能被物体全部吸 收,这种物体称为黑体;黑体不仅吸收能力最大 ,且与同温度的物体相比,其辐射能力也最大。
R=1的物体称为白体; D =1的物体称为透热体。
热辐射的基本定律 1.斯尔潘-波尔兹曼定律:黑体的辐射力与热力学温度
傅立叶定律公式: Φ=-λA(dt/dx) q=-λ(dt/dx) 热量计算公式: Q=KS∆t 由上式可知,增大传热系数K或增大传热温差 ∆t以及传热面积S,均可使传热量Q增大
傅立叶定律适用条件 (1)傅立叶定律只适用于各向同性物体,对于各 向异性物体,热流密度矢量的方向不仅与温度梯 度有关,还与热导率的方向性有关, 因此热流密 度矢量与温度梯度不一定在同一条直线上。 (2)傅立叶定律适用于工程技术中的一般稳态好 非稳态导热问题,对于极低温的导热问题和极短 时间产生极大热流密度的瞬态导热过程,如大功 率、短脉冲激光瞬态加热等,傅立叶定律不在适 用。
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