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2015年機(jī)電工程:熱量傳遞有三種基本方式

更新時(shí)間:2015-09-07 12:46:44 來(lái)源:|0 瀏覽0收藏0

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市政工程考點(diǎn)匯總

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  (1)導(dǎo)熱,又稱(chēng)熱傳導(dǎo)

  導(dǎo)熱是指物體各部分無(wú)相位移或不同物體直接接觸時(shí),依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象

  導(dǎo)熱系數(shù)丸又稱(chēng)導(dǎo)熱率,是指單位厚度的物體具有單位溫度差時(shí),在它的單位面積上單位時(shí)間的導(dǎo)熱量。

  (2)熱對(duì)流

  依靠流體的運(yùn)動(dòng),把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象,稱(chēng)為熱對(duì)流。

  工程上常見(jiàn)的傳熱情況(如管殼式換熱器、蒸汽鍋爐的管束\冰箱的冷凝器等)往往不是單純的熱對(duì)流,而是流體與固體壁直接接觸時(shí)的換熱過(guò)程,這時(shí)既有熱對(duì)流也 伴隨有熱傳導(dǎo),已不再是基本傳熱方式,將其稱(chēng)為對(duì)流換熱(又稱(chēng)放熱)。

  對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)流換熱系數(shù)),是指單位面積上,當(dāng)流體同壁 之間為單位溫差,在單位時(shí)間內(nèi)所能傳遞的熱量,表達(dá)了該對(duì)流換熱過(guò)程的強(qiáng)弱。

  (3)熱輻射

  依靠物體表面對(duì)外發(fā)射可見(jiàn)和不可見(jiàn)的射線(電磁波)傳遞熱量稱(chēng)為熱輻射,也稱(chēng)為輻射換熱。

  熱輻射傳熱過(guò)程并不需要像導(dǎo)熱或熱對(duì)流那樣以冷、熱物體的直接接觸傳遞熱量。

  (4)傳熱過(guò)程

  導(dǎo)熱、熱對(duì)流和熱輻射三種基本傳熱方式的組合,形成了由溫度差引起的傳熱過(guò)程。

  增強(qiáng)和削弱傳熱的途徑

  所謂增強(qiáng)傳熱,是提高換熱設(shè)備單位傳熱面積的傳熱量,即提高傳熱系數(shù),減少傳熱熱阻。而削弱傳熱是指降低傳熱系數(shù)、增加傳熱熱阻。

  (1)傳熱系數(shù)和傳熱熱阻

  工程中常遇到熱量從固體壁面一側(cè)的高溫流體,通過(guò)固體壁傳遞給另一側(cè)低溫流體的過(guò)程,稱(chēng)為傳熱過(guò)程。如圖1M411042所示,假設(shè)傳熱過(guò)程處于穩(wěn)態(tài),熱流方向與壁面垂直。傳熱的熱流量基本汁算式:

  Q=k(tl―t2)A

  才由 6―J《執(zhí)蔡搟

  傳熱系數(shù)k:即單位時(shí)間、單位壁面積上,冷熱流體間每單位溫度差可傳遞的熱量。

  A值能反映傳熱過(guò)程的強(qiáng)弱。

  傳熱過(guò)程的熱阻是冷、熱流體的換熱熱阻及壁的導(dǎo)熱熱阻之和,與傳熱系數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系。對(duì)于換熱器,傳熱系數(shù)k值越大,傳熱熱阻R值越小,傳熱就越好;對(duì)于熱力管道的保溫,傳熱系數(shù)K值越小,傳熱熱阻及值越大,保溫性能越好。

  (2)增強(qiáng)傳熱的主要途徑

  擴(kuò)展傳熱面。

  改變流動(dòng)狀況。

  在流體中加入添加劑。

  改變換熱表面狀況。

  小直徑管代替大直徑管,用橢圓管代替圓管提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

  改變能量傳遞方式

  靠外力強(qiáng)化換熱:

  (3)削弱傳熱的主要途徑

  在冷熱設(shè)備上包裹絕熱材料的保溫措施。

  將熱設(shè)備的外殼制成真空夾層

  改變表面的輻射特性

  附加抑制對(duì)流的元件例如:

  在保溫材料的表面或內(nèi)部添加憎水劑。

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