强化传热器传热过程的途径

传热强化综合实验报告实验目的：本次实验旨在通过传热强化实验，探究不同条件下的传热性能，并比较不同强化措施对传热增强的效果。

实验原理：传热强化是通过改变传热体的流动状态、增加表面粗糙度或改变传热介质等手段，从而提高传热效果的一种方法。

而传热方式中的对流传热是我们关注的重点。

对流传热强化可通过增加传热流体的流速、使用导热油等传热介质、在传热表面加上某些结构等方式实现。

在本实验中，我们将通过改变流速和加入强化结构的实验装置，探究传热强化的效果。

实验步骤：1. 准备实验装置，包括传热体、传热介质供给装置、流量控制装置等。

2. 将传热体放入实验装置，并连接传热介质供给装置和流量控制装置。

3. 设置实验参数，如不同流速、不同强化结构等。

4. 打开传热介质供给装置和流量控制装置，使传热介质通过传热体，并保持一定的流速。

5. 在实验过程中记录传热介质的进出口温度差值、传热体表面温度等数据，并定期记录时间和实验参数。

6. 完成一组实验后，停止实验装置的运行，并将实验数据进行整理和记录。

实验结果：根据实验数据整理，我们得到了如下结果：（具体数据和结果展示要根据实际实验情况进行描述）1. 由实验数据观察，当流速增大时，传热效果会相应增强。

进出口温度差值和传热体表面温度差值随着流速的增加呈现正相关关系。

2. 同时，通过加入强化结构也能明显提高传热效果。

在加入强化结构后，进出口温度差值和传热体表面温度差值均较未加入强化结构时有所增加。

3. 不同的强化结构对传热性能的影响也有所差异。

我们对比了几种不同结构的传热体进行了实验，发现某种特定的结构能够在相同流速下实现更好的传热效果。

讨论与分析：通过本次实验，我们得出了流速和加入强化结构对传热性能的影响。

高流速和合适的强化结构都能提高传热效果，但不同的强化结构可能有不同的效果，因此在实际应用中需要根据具体条件选择适合的强化结构。

结论：通过传热强化综合实验，我们验证了流速和加入强化结构对传热性能的影响。

文档从互联网中收集，已重新修正排版，word 格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。

关键热阻与强化换热器传热过程的措施徐忠娟(扬州化工学校， 扬州 225002)摘要： 本文阐明了强化换热器传热过程的最主要途径是降低关键热阻，分析了各种情况下的关键热阻，并对如何降低关键热阻提出了具体的措施。

关键词：关健热阻；换热器；传热系数；给热系数对于如何对换热器的传热进行强化，不少教科书和文献都作了分析，但在具体情况下采取何种措施，分析很少。

本文结合关键热阻［1］的概念进行了具体分析。

1. 强化传热途径分析：由传热速率方程式m t KA ∆=Q 可以看出换热器传热过程的强化可通过增大传热平均温度差m t ∆，增大传热面积A 和增大总传热系数Ｋ三个途径来实现。

1.1 增大传热平均温度差m t ∆传热平均温度差的大小主要取决于两流体的温度条件。

物料的温度由生产工艺决定，一般是不能随意变动，而加热介质和冷却介质的温度因所选介质的不同而不同。

显然这种方法受生产工艺、设备条件、环境条件及经济性等方面的限制，实际操作时有一定的局限性。

1.2 增大传热面积A增大传热面积A 可使传热量Q 增大，这对新设计的换热器而言，通常增大传热面积就意味着增加金属材料的用量，使设备投资费用提高，因此，我们在进行换热器的设计时应从设备结构入手，尽可能增加单位容积所具有的传热面积，有些措施见下面分析。

但是在既定的换热器上想增大传热面积是不现实的。

1.3 增大总传热系数Ｋ增大总传热系数Ｋ（即降低总热阻1/K ）是换热器强化传热的最主要的途径，无论是在换热器的设计时还是在换热器的运行中都必须设法提高K 值。

这也是当今世界上强化传热研究的重要工作。

那么如何提高总传热系数Ｋ呢？下面就这一问题笔者将作详细的分析。

2. 增大总传热系数Ｋ的措施分析由总传热系数Ｋ的估算公式：1110αλδα++++=A A i R R K i可见，传热过程是一较复杂的过程，传热的总热阻是串联各项热阻之和。

简述强化传热的方法
强化传热是指通过一系列的方法和技术，提高传热效率，使热量能够更快速地传递到目标物体上。

在工业生产和科学研究中，强化传热技术被广泛应用，可以提高生产效率，降低能源消耗，提高产品质量等。

下面我们来简述几种常见的强化传热方法：
1. 换热器：换热器是一种常见的强化传热设备，它通过将热量从一个流体传递到另一个流体，实现热量的转移。

换热器的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。

2. 换热管：换热管是一种常见的强化传热设备，它通过将热量从一个流体传递到另一个流体，实现热量的转移。

换热管的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。

3. 换热介质：换热介质是一种常见的强化传热方法，它通过将热量从一个介质传递到另一个介质，实现热量的转移。

换热介质的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。

4. 换热表面：换热表面是一种常见的强化传热方法，它通过增加换热表面积，提高传热效率。

换热表面的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。

5. 换热流体：换热流体是一种常见的强化传热方法，它通过改变流
体的流动状态，提高传热效率。

换热流体的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。

强化传热是一种非常重要的技术，可以提高生产效率，降低能源消耗，提高产品质量等。

在未来的发展中，我们需要不断探索新的强化传热方法，为工业生产和科学研究提供更好的支持。

强化或削弱传热的方法嘿，咱今儿个就来聊聊强化或削弱传热的那些事儿！你说这传热啊，就跟咱过日子似的，有时候得加把火，让它热乎起来，有时候又得降降温，别热过头啦。

先说说强化传热吧。

你想想，大冬天的，咱想让屋里快点暖和起来，那是不是就得想办法让热量快点传递呀。

就好比给传热开了个快车道，让它能呼呼地跑起来。

那怎么开这个快车道呢？一种办法就是增加传热面积。

就跟咱家里摆东西似的，地方越大，能放的东西不就越多嘛。

传热面积大了，热量传递的地方就多了，自然就强化啦。

还有啊，提高传热温差也是个招儿。

这就好比一个大力士，力气越大，能干的活儿不就越多嘛。

温差大了，传热的动力就足了呀，那热量传递起来不就更带劲了。

再来说说削弱传热。

夏天的时候，咱都不喜欢屋里太热吧，这时候就得想办法让传热慢点。

比如说用隔热材料，就像给屋子穿上了一件厚厚的棉袄，热量不容易进来啦。

还有像减小传热面积，这就好比把路变窄了，热量能走的道少了，传递不就弱了嘛。

你说这传热是不是挺有意思的。

咱生活里好多东西都跟它有关系呢。

你看那保温杯，不就是为了削弱传热，让水保温时间长点嘛。

还有那暖气片子，不就是为了强化传热，让屋子快快暖和嘛。

咱平时用的各种电器，里面的散热设计也是为了强化传热呀，不然电器过热不就容易坏了嘛。

这就好像人跑累了要歇会儿，机器热了也得散散热呀。

再想想，冬天咱穿厚衣服保暖，不也是为了削弱传热，让自己身体的热量不那么容易散失嘛。

这不就是传热在咱生活中的体现嘛。

总之啊，强化或削弱传热这事儿，跟咱的生活息息相关。

咱得好好了解它，才能让生活更舒适，更美好呀！你说是不是这个理儿呢？。

传热的强化途径简述换热器广泛运用在化工，制药，冶金，能源，石油，动力等工业领域在生产中占有重要的地位，在一般的化工工业建设中，换热器建设投资金额往往可以占到总工业建设投资的10%~20%，目前在化工领域我国的能源利用率与发达国家仍有较大的差距，这与目前我国发展的绿色化工方向有所不符，因此如何强化传热便成为化工生产实践中必须要骄傲考虑的大问题。

以下我将从换热器原理出发，分析影响换热器换热效率的较大因素，并通过查询文献对这些问题给出较为可行的意见，同时对未来可能发展做出展望。

一、影响换热的主要因素目前化工生产中的换热器多为间壁式换热器，通常而言，间壁式换热器冷、热流体的传热进程主要含有三个阶段，一，基于对流方式使热量向管壁进行传递；二，通过热传导方式，让热量从管壁一侧向另一侧完成传递；三，传递到另一侧位置的热量又通过对流方式向冷流体实现传递。

间壁换热器换热的三个步骤里，热传导存在于管壁内部其热阻相对较小，进而不会对传热造成较大影响。

总结可得，在换热器的传热过程中对与换热影响较大的为对流传热。

影响对流传热速率因素包括多个方面，一，流体本身性质，由于流体的粘度，导热系数，热容，密度等都不相同，故不同流体流经同样的换热器其导热速率也不尽相同。

二，流动形式，流体在换热管路中的流动大致可以被分为两种形式，层流与湍流，层流形态中起导热作用的中介主要为流体分子，而湍流中起导热作用的主要中介为流体质点与流体微团，由于质点与微团热运动剧烈程度要比流体分子高许多，因此湍流时流体的热阻要比层流时的热阻小得多。

三，流体种类与相变，若流体传热过程中发生相变化其传热机理将发生变化，这也将体现在流体的传热系数的差异上。

四，传热面位置、形状及大小，包括板，管，翅片以及环隙等在内的传热面的形状、管径与管长等都为影响传热速率因素。

传热面布置与方位等均会使对流传热系数备受直接影响。

五，流体流动成因，流体流动可被分为强制对流和自然对流，在化工生产中一般采用泵等做功设备使流在换热器内发生体强制对流，强制对流传热系数比自然对流要高得多。

12强化传热的目的：缩小设备尺寸、提高热效率、保证设备安全削弱传热的目的：减少热量损失根据不同的需求，对于实际传热的传热过程，有时需要强化，有时则需要削弱。

显然，根据不同的传热方式，强化和削弱传热的手段应该不同，本节主要针对对流换热过程的强化和削弱1 强化传热的原则和手段(1) 强化换热的原则：哪个环节的热阻大，就对哪个环节采取强化措施。

举例：以圆管内充分发展湍流换热为例，其实验关联式为：4.08.0Pr Re 023.0f f Nu =2.04.08.08.06.04.0023.0d uc h pηρλ=3(2) 强化手段: a 无源技术(被动技术)b 有源技术(主动式技术)a 无源技术(被动技术)：除了输送传热介质的功率消耗外，无需附加动力其主要手段有：①涂层表面；②粗糙表面；③扩展表面；④扰流元件；⑤涡流发生器；⑥螺旋管；⑦添加物； ⑧射流冲击换热b 有源技术(主动式技术)：需要外加的动力其主要手段有：①对换热介质做机械搅拌；②使换热表面振动；③使换热瘤体振动；④将电磁场作用于流体以促使换热表面附近流体的混合；⑤将异种或同种流体喷入换热介质或将流体从换热表面抽吸走。

45对换热器而言，随着强化措施的完善，污垢热阻有时会成为传热过程的主要热阻，因此，需要给换热器的设计提供哈里的污垢热阻的数据，这就需要实验测定，可是实验测出来的是总表面传热系数，那么如何将总的传热系数分成各个环节的热阻呢？下面的威尔逊图解法提供了一种有效途径2 确定传热过程分热阻的威尔逊图解法利用数据采集系统可以测定壁面和流体的温度，从而获得平均温差，利用热平衡方程式获得热流量，换热面积可以根据设计情况获得，这样就可以通过传热方程式计算出总表面传热系数。

这是威尔逊图解法的基础。

我们已管壳式换热器为例，说明如何应用威尔逊图解法获得各个分热阻。

6ioi f w o o d dh R R h k 111+++=工业换热器中的管内流体的流动一般都是处于旺盛湍流状态，因此，8.0i i i u c h =总表面传热系数可以表示成：8.01111ud d c R R h k i o i f w o o +++=(保持h o 不变)b (物性不变)m 8.011u m b k o +=mXb Y +=管侧的对流换热系数8.0i i i uc h =ioi d dm c 1=其中：壳侧的对流换热系数fw o R R h b ++=178.011u m b k o +=mX b Y +=f w o R R h b ++=1(保持ho 不变)b (物性不变)m 8.01111ud dc R R h k i o i f w o o +++=ioi d dm c 1=8.0i i i u c h =威尔逊图解法810.5.5 隔热保温技术(1) 需求背景(2) 高于环境温度的热力设备的保温多采用无机的绝热材料(3) 低于环境温度时，有三个档次的绝热材料可供选择， a 一般性的绝热材料；b 抽真空至10Pa的粉末颗粒热 材料；c 多层真空绝热材料。

强化传热的机理和控制方法随着工业和科技的不断发展，人们对物质传递的需求和控制要求也越来越高。

作为一个物理学的学科，传热研究是人们控制物质传递的一个重要且必不可少的领域。

强化传热的机理和控制方法是当前研究的热点问题，下面将对此进行探讨。

一、传热的机理传热是指物体间由于温度差而自然发生的热量传递现象。

在热力学中，传热是一个非常重要的现象，它反映了物理量之间的变化方式和相互作用。

但在传热过程中，由于物质固有的性质和传热边界条件的不同，传热的机理也会有很大的差异。

现将常见的传热机理归纳如下：1、对流传热对流传热是指流体与物体间的传热现象，它是由于流体的运动而产生的。

一般来说，对流传热分为自然对流和强制对流两种，其中自然对流是由温度差引起的，而强制对流则是由外部强制条件如机械扰动或泵力导致的。

对流传热不仅影响物体的温度分布，而且对物质传递具有重要的影响。

2、辐射传热辐射传热指的是物体之间的辐射交换热量现象，主要是由于物体之间存在温度差和电磁波所引起的。

辐射传热说得直白一些，就是“黑体”之间的传热现象。

该传热机制在许多大气现象中发挥着至关重要的作用，不仅影响着地球气候和大气层物质的传递，而且也是许多高温物质进行传热的重要方式。

3、传导传热传导传热主要是指物体内部热量的传递和扩散现象。

由于物体内部的差异性，它的传热能力也会受到很大的影响。

通常，传导传热机制分为固体内传热和液体内传热两种，其中液体内传热相对固体内传热要更加复杂一些。

以上是三种常见的传热机制，不同的物质传递需要适当地控制传热机制，有必要把握物体内部结构和边界条件，从而能够选取适合的传热方法。

二、强化传热的控制方法强化传热是指通过改变物体的界面结构和代谢方式来增强传热效果的一种方法。

强化传热具有广泛的应用价值，不仅可以用于改善物质传递过程的性能和效率，而且也可以用于提高能源利用效率和降低环境污染。

现将常见的强化传热方法简述如下：1、换热面积增大增加换热面积是一种常见的提高传热效率的方法。

杜明照10116117 化机研10管壳式换热器无源强化传热技术杜明照（常州大学机械工程学院，江苏常州213016）摘要：管壳式换热器是在工业中应用最为广泛的一种换热器，对其强化传热的研究对节能减排、缓解能源危机有着重要的意义。

本文首先论述了强化传热技术及其强化途径，其次具体介绍了管壳式换热器无源强化传热技术实现方法及其各种换热元件。

关键词：管壳式换热器；强化传热；节能减排The Passive Heat Transfer Enhancement of Shell and Tube Heat ExchangerDu Mingzhao(Changzhou University, College of Mechanical Engineering, Changzhou Jiangsu, 213016) Abstract: Shell and tube heat exchanger is a kind of heat exchanger which is the most widely used in industry .The research of heat transfer enhancement of shell and tube heat exchanger has an important significance for the energy conservation、emission reduction, and relieve the energy crisis. This paper discusses the technology of heat transfer enhancement and the way of strengthens, then gives a specific description of the passive heat transfer enhancement of shell and tube heat exchanger and its various components.Keywords: Shell and tube heat exchanger；Heat transfer enhancement；Energy saving and emission reduction0 引言近年来，随着中国经济的快速发展，石油、化工等行业得到了长足的发展，各工业部门都在大力发展大容量、高性能设备，并且随着能源危机的进一步加大，对换热器的性能要求进一步提高，换热器向着尺寸小、重量轻、换热能力大、换热效率高的方向发展，因此强化传热技术成为一个蓬勃发展的研究领域。

强化传热传质的机理与优化方法传热、传质是物质运动中常见的现象，具有着广泛的应用价值。

强化传热传质的方法有很多种，例如采用传热传质增强剂、改变流动状态等。

本文将探讨强化传热传质的机理与优化方法，旨在帮助读者更好地了解该领域的相关知识。

一、强化传热传质的机理传热传质的机理主要涉及流场、传热传质机制、物理化学特性等，下面将分别展开讨论。

1. 流场流动状态是影响传热传质机理的关键因素之一。

在很多情况下，流体的流动状态是不稳定的，容易产生湍流。

由于湍流的结构较复杂，流体中的物理量（如温度、浓度等）变化也较大，从而加快了传热传质过程。

另一方面，湍流促进了物质混合，提高了传质速率。

因此，湍流通常是强化传热传质的重要手段。

2. 传热传质机制传热传质过程的机制是影响传热传质效率的另一要素。

常见的传热传质机制有对流传热、辐射传热和传导传热。

对流传热是物体表面和周围流体之间的热交换，是传热传质的主要形式。

对流传热主要依靠流动状态的变化，因此能够受到湍流等因素的影响。

辐射传热是指加热体和周围物体之间的能量传递，通常发生在高温下，能够远距离传递能量。

传导传热是物质内部分子间能量传递，是固体、液体和气体传热传质的重要方式，但由于传导传热速率较慢，不易被强化。

传质过程机制与传热过程机制有些类似。

分子扩散、对流扩散和化学反应是常见的物质传输机制。

分子扩散是指由浓度梯度引起的物质向低浓度区域的传输，常见于气体与液体中。

对流扩散是指流体运动和分子扩散共同引起的物质传输，可以充分利用流动状态的变化提高物质传输速率。

化学反应通常会消耗或产生能量，从而影响物体的热平衡，如化学反应热能在反应过程中“带”走物体中的热量导致其温度降低。

3. 物理化学特性物质的物理化学特性也会影响传热传质效率。

例如，某些物质在高温下会分解或发生化学反应，从而影响传热传质性能。

另一方面，传热传质过程中涉及到的流体粘度、热导率、扩散系数等物理化学特性也会直接影响其传热传质性能。