第10传热与换热器

绪论1.冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到：Qλ——与地面的导热量fQ——与空气的对流换热热量注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。

6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。

（T T〉外内）冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。

（T T〈外内）。

挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。

7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式8．门窗、墙壁、楼板等等。

以热传导和热对流的方式。

9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。

当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性能变得很差。

10．tR R Aλλ=⇒1t R R A λλ==2218.331012m --=⨯ 11．q t λσ=∆const λ=→直线const λ≠ 而为λλ=（t ）时→曲线 12. iRα1R λ3R λ0R α1f t −−→ q首先通过对流换热使炉子内壁温度升高，炉子内壁通过热传导，使内壁温度生高，内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量，空气夹层与外壁间再通过热传导，这样使热量通过空气夹层。

（空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响，影响aα的大小。

）13．已知：360mm σ=、0.61()W m K λ=•118f t=℃2187()Wh m K =•210f t =-℃22124()Wh m K =• 墙高2.8m ，宽3m求：q 、1w t 、2w t 、φ解：1211t q h h σλ∆=++＝18(10)45.9210.361870.61124--=++2W m111()f w q h t t =-⇒11137.541817.5787w f q t t h =-=-=℃ 222()w f q h t t =-⇒22237.54109.7124w f q t t h =+=-+=-℃ 45.92 2.83385.73q A W φ=⨯=⨯⨯=14.已知：3H m =、0.2m σ=、2L m =、45λ=()W m K •1150w t =℃、2285w t =℃求：tR λ、R λ、q 、φ解：40.27.407104532tK R W A HL λσσλλ-====⨯⨯⨯ 30.2 4.4441045t R λσλ-===⨯2m K W •3232851501030.44.44410t KW q m R λ--∆-==⨯=⨯ 3428515010182.37.40710t t KW R λφ--∆-==⨯=⨯ 15．已知：50idmm =、 2.5l m =、85f t =℃、273()Wh mK =•、25110W q m = 求：iw t 、φ()i w f q h t h t t =∆=-⇒i w f qt t h=+ 51108515573=+=℃ 0.05 2.551102006.7i Aq d lq W φππ===⨯⨯=16.已知:150w t =℃、220w t =℃、241.2 3.96()Wc m K=•、1'200w t =℃ 求： 1.2q 、'1.2q 、 1.2q ∆解：12441.2 1.2()()100100w w t t q c ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦44227350273203.96()()139.2100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦12''441.21.2()()100100w w t t qc ⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦442273200273203.96()()1690.3100100W m ++⎡⎤=⨯-=⎢⎥⎣⎦'21.2 1.2 1.21690.3139.21551.1Wq q q m ∆=-=-=17．已知：224A m =、215000()W h mK =•、2285()Wh m K =•、145t=℃2500t =℃、'2285()Wk h mK ==•、1mm σ=、398λ=()W m K • 求：k 、φ、∆解：由于管壁相对直径而言较小，故可将此圆管壁近似为平壁 即：12111k h h σλ=++＝3183.5611101500039085-=⨯++2()W m k • 383.5624(50045)10912.5kA t KWφ-=∆=⨯⨯-⨯=若k ≈2h '100k k k -∆=⨯％8583.56 1.7283.56-==％ 因为：1211h h ，21h σλ即：水侧对流换热热阻与管壁导热热阻远小于燃气侧对流换热热阻，此时前两个热阻均可以忽略不记。

1.冰雹落地后，即慢慢融化，试分析一下，它融化所需的热量是由哪些途径得到的？答：冰雹融化所需热量主要由三种途径得到：a 、地面向冰雹导热所得热量；b 、冰雹与周围的空气对流换热所得到的热量；c 、冰雹周围的物体对冰雹辐射所得的热量。

2.秋天地上草叶在夜间向外界放出热量，温度降低，叶面有露珠生成，请分析这部分热量是通过什么途径放出的？放到哪里去了？到了白天，叶面的露水又会慢慢蒸发掉，试分析蒸发所需的热量又是通过哪些途径获得的？答：通过对流换热，草叶把热量散发到空气中；通过辐射，草叶把热量散发到周围的物体上。

白天，通过辐射，太阳和草叶周围的物体把热量传给露水；通过对流换热，空气把热量传给露水。

4.现在冬季室内供暖可以采用多种方法。

就你所知试分析每一种供暖方法为人们提供热量的主要传热方式是什么？填写在各箭头上。

答：暖气片内的蒸汽或热水对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体；暖气片外壁辐射墙壁辐射人体电热暖气片：电加热后的油对流换热暖气片内壁导热暖气片外壁对流换热和辐射室内空气对流换热和辐射人体红外电热器：红外电热元件辐射人体；红外电热元件辐射墙壁辐射人体电热暖机：电加热器对流换热和辐射加热风对流换热和辐射人体冷暖两用空调机（供热时）：加热风对流换热和辐射人体太阳照射：阳光辐射人体5．自然界和日常生活中存在大量传热现象，如加热、冷却、冷凝、沸腾、升华、凝固、融熔等，试各举一例说明这些现象中热量的传递方式？答：加热：用炭火对锅进行加热——辐射换热冷却：烙铁在水中冷却——对流换热和辐射换热凝固：冬天湖水结冰——对流换热和辐射换热沸腾：水在容器中沸腾——对流换热和辐射换热升华：结冰的衣物变干——对流换热和辐射换热冷凝：制冷剂在冷凝器中冷凝——对流换热和导热融熔：冰在空气中熔化——对流换热和辐射换热5.夏季在维持20℃的室内，穿单衣感到舒服，而冬季在保持同样温度的室内却必须穿绒衣，试从传热的观点分析其原因？冬季挂上窗帘布后顿觉暖和，原因又何在？答：夏季室内温度低，室外温度高，室外物体向室内辐射热量，故在20℃的环境中穿单衣感到舒服；而冬季室外温度低于室内，室内向室外辐射散热，所以需要穿绒衣。

换热器工作原理讲解换热器是一种用于传递热量的设备，广泛应用于工业生产和日常生活中。

它能够将热量从一个流体传递到另一个流体，实现能量的转移和利用。

本文将深入探讨换热器的工作原理，帮助读者更好地理解和应用这一设备。

一、传热方式换热器的工作原理涉及到传热方式的选择。

常见的传热方式包括对流传热、辐射传热和传导传热。

在换热器中，主要采用对流传热和传导传热两种方式。

1. 对流传热对流传热是指通过流体的对流来传递热量。

流体可以是液体或气体，通过流体流动，热量会从高温区域传递到低温区域。

在换热器中，流体通常通过管道或管束流动，通过管壁和另一个流体间接传热。

对流传热可分为强制对流和自然对流两种方式，具体的选择取决于应用需求和工艺条件。

2. 传导传热传导传热是指热量通过物质的直接接触和分子振动传递。

当换热器中的两个流体之间有实体接触或通过固体壁分隔时，传导传热就会发挥作用。

这种传热方式通常在板式换热器中使用，效果较好。

二、换热器的基本构成换热器通常由两个流体的流动通道、壳体和传热面组成。

下面将详细介绍每个部分的作用和结构。

1. 流动通道换热器中的流动通道是流体流动的通道，用于传递热量。

通常有两种类型的流动通道：单相流体通道和多相流体通道。

单相流体通道适用于同一种流体的换热，如冷却水或蒸汽。

多相流体通道适用于两种或两种以上具有不同性质的流体之间的换热，如水-气、水-油等。

多相流体通道通常采用板式换热器的形式，能够实现高效传热。

2. 壳体换热器的壳体是容纳流动通道的外部壳体，起到支撑和保护作用。

壳体通常由金属或塑料制成，具有良好的强度和密封性。

3. 传热面传热面是流体之间进行热量传递的界面。

传热面可以是管壁、板式换热器中的板片，也可以是螺旋形或螺旋环形的结构。

传热面的设计和选择对换热器的传热效果起着重要的影响。

三、不同类型的换热器根据换热器的结构和工作原理的不同，可以将其分为多种类型。

下面将介绍常见的几种换热器类型及其特点。

传热学第十章传热过程和换热器计算热力学是研究能量转换和能量传递的学科，传热学是热力学的一个重要分支。

传热过程是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程，它是通过传导、对流和辐射三种方式进行的。

换热器则是用来实现热量传递的设备。

一、传热过程1.传导：传导是指热量通过物质内部的微观振动和相互碰撞传递的过程。

物体的导热性质取决于其热导率和导热面积。

传导的热流量可用傅里叶传热定律表示。

2.对流：对流是指液体或气体中的分子通过传递热量的方式。

对流的热流量可用牛顿冷却定律表示。

3.辐射：辐射是指热能以电磁波的形式传递的过程。

辐射热量的传递与物体的温度和表面特性有关，可以用斯特藩—玻尔兹曼定律表示。

换热器是用来实现热量传递的设备，广泛应用于工业生产和能源系统中。

换热器的设计和计算需要考虑换热面积、传热系数、传热温差等参数。

1.换热面积：换热面积是换热器的一个重要参数，它表示传热过程中热量通过的表面积。

换热面积可以通过传热方程计算得出。

2.传热系数：传热系数是指在单位时间内，单位面积上的热量传递量与温度差之比。

传热系数的大小与换热器的结构、工作条件及流体性质等有关。

3.传热温差：传热温差是指热量在换热过程中的温度差异。

传热温差越大，热量传递越快。

换热器的计算包括两个方面：换热面积计算和传热系数计算。

换热面积计算一般根据传热方程进行。

传热方程可以写成Q=UAΔT，其中Q为热量传递量，U为总传热系数，A为换热面积，ΔT为温度差。

通过已知的换热量和温度差，可以计算出换热面积。

传热系数计算一般需要参考实验数据或者经验公式。

传热系数与换热器的结构和工作条件有关，一般通过实验或者估算得到。

在进行换热器计算时，还需要注意换热器的热损失问题。

热损失会影响换热器的热效率，因此需要进行热损失的计算和控制。

总之，传热过程和换热器计算是传热学中重要的内容，它们在工程实践中有着广泛的应用。

通过对传热过程和换热器的深入理解和计算，可以提高工程设备的热效率，实现能源的节约和利用。

换热器工作原理引言概述：换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和日常生活中。

它通过传导、对流和辐射等方式，实现热量的传递和平衡。

本文将详细介绍换热器的工作原理，包括热量传导、对流换热、辐射换热、换热器的类型和应用。

一、热量传导1.1 热传导的基本原理热传导是指热量通过物质内部的分子振动和碰撞传递的过程。

它遵循热量从高温区向低温区传递的规律，符合热力学第二定律。

热传导的速率与物质的导热性能有关，导热性能好的物质能够更快地传递热量。

1.2 热传导的影响因素热传导的速率受到多个因素的影响，包括物质的导热系数、温度差、物质的厚度和面积等。

导热系数是物质传导热量的能力，不同物质的导热系数差异很大。

温度差越大，热传导速率越快。

物质的厚度和面积越大，传导热量的能力越强。

1.3 热传导的应用热传导在换热器中起着重要作用。

通过合理设计换热器的传热面积和材料选择，可以提高热传导效率，实现热量的高效传递。

在工业生产中，热传导广泛应用于蒸汽发生器、冷凝器等热交换设备。

二、对流换热2.1 对流换热的基本原理对流换热是指热量通过流体的对流传递的过程。

在对流换热中，热量通过流体的传导和对流两种方式进行传递。

对流换热的速率与流体的流速、温度差、流体的物性等有关。

2.2 对流换热的影响因素对流换热的速率受到多个因素的影响，包括流体的流速、温度差、流体的物性、流体的流动方式等。

流速越大，对流换热速率越快。

温度差越大，热量传递越快。

流体的物性如导热系数、比热容等也会影响对流换热的效果。

2.3 对流换热的应用对流换热广泛应用于换热器中，例如散热器、冷却塔等。

通过合理设计换热器的流体通道和流速，可以提高对流换热效率，实现热量的快速传递。

在工业生产中，对流换热被广泛应用于空调系统、汽车发动机冷却系统等领域。

三、辐射换热3.1 辐射换热的基本原理辐射换热是指热量通过电磁辐射传递的过程。

所有物体都会发射电磁辐射，辐射的强度与物体的温度有关。