5.3热交换的计算

热交换公式热交换，又称热传导，是一种让物体的能量在量级上迁移的物理现象。

它指的是两个物体通过相邻的介质（如空气）将能量传导到对方的过程。

如果这些物体之间没有其他介质，他们之间也可以通过直接接触来进行热交换。

热交换是由温度及其物理性质（如热导率）所决定的，它涉及到多种不同的热学理论，从复杂数学理论到简单的公式。

在热学原理上，热交换可以用热量传输（热导率）和热流密度的方程来表达，这可以用克莱姆-柯西公式来描述：Q = UADT，其中Q 是热量，U是热导率，A是两个物体之间的表面积，DT是温差。

这个公式能够用来估算热交换的效率，从而可以预测两个物体之间所需要传输的热量。

另一个热交换的公式是伦理斯特公式，它包含了热量传输系数，它是由两个物体之间空气层厚度和空气导热系数组成的，它可以用来计算空气中传输热量的速度。

热通量也是热交换过程中重要的概念。

它是指给定单位时间内从一个物体向另一个物体传输的热量总量。

这个公式可以写成：q = UAT，其中q是热通量，U是热导率，A是两个物体之间的表面积，DT是温差。

该公式的意义在于，它可以用来评价热交换过程中面积传输热量的速度。

当计算热通量时，还要考虑空气层。

这是指在空气中传输热量时，空气层会影响热交换的速度。

如果空气层较厚，热交换的速度就会变慢，而如果空气层较薄，热交换的速度又会快很多。

另外，在热交换中也有一类叫做“热传播”，它是指热量通过一种非物理介质（如电磁场）来传输的一种热交换。

它的公式为：q =σAT，其中q是热通量，ε是空气层的介电常数，σ是热导系数，A 是两个物体之间的表面积，DT是温差。

总之，热交换是一种重要的物理现象，它决定着能量在物体之间的传输。

上述公式可以用来估算和预测热交换过程，从而更好的调整物体之间的温差。

虽然它很复杂，但我们只要正确地理解其原理，就能够更好地应用于实际研究中。

关于排风能量回收的效率GB 50189-2005《公共建筑节能设计标准》5.3.14 条：建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时，宜设置排风热回收装置。

排风热回收装置（全热和显热）的额定热回收效率不应低于60%。

显热效率也称温度效率，用下式表达：W J t W Pt t t t η-=- (新风进风—新风出风）÷（新风进风—排风进风）式中：t W 室外空气温度（℃）t J 进风（热交换后）温度（℃）t P 排风（热交换前）温度（℃）全热效率也称焓效率，只要将显热效率公式中的温度t,更换为焓h ：W J h W Ph h h h η-=-式中：h W 室外空气焓值（J/kg ）h J 进风（热交换后）焓值（J/kg ）h P 排风（热交换前）焓值（J/kg ）在室外空气温度(即新风起点温度)、新风终点温度、排风起点温度(即室内空气温度)和排风终点温度4个参数中,标志能量回收效率只用了3个。

因为,在实际工程设计时,在选定排风能量回收装置,并根据产品样本得到显热效率或全热效率以后,所需要关注的只是新风终点温度(或焓值),而不是排风终点温度(或焓值) 。

这说明:※能量回收效率是B/A,即室外空气温度(或焓值)变化达到室内外温差(或焓差)的程度。

※而非C/A,非排风温度(或焓值)变化达到室内外温差(或焓差)的程度。

例如：冬季室外温度为t W =-10℃, 室内温度为t P = 20℃, 如果排风热回收装置的显热回收效率为60%，求回收装置后的进风温度t J ？（8℃）※排风能量回收是进入室外空气与室内排出空气之间的换热，能量回收效率为60%时，室外空气经能量回收装置后的进风温度从-10℃提高到了8℃。

当进入室外空气与室内排出空气的风量相等时,根据能量守衡原理: 室外空气温度(或焓值)变化达到室内外温差(或焓差)的程度, 与排风温度(或焓值)变化达到室内外温差(或焓差)的程度是相同的,即B = C 。

热交换公式热交换是指流体间传递热量的过程，它经常在工程中使用，比如空调和散热器的冷凝器、换热器和蒸汽工厂的再热器等。

热交换可分为热对流和热传导，它们之间有着很大的不同。

在本文中，我们将重点讨论热交换的公式，以便加深我们对它的理解。

热交换公式主要用于计算两个流体之间的热量传递，其中包含两个重要参数：热传导系数和温差。

热传导系数指的是两个流体之间的传递热量系数，它是由中间介质决定的，而温差则是两个流体温度之差。

热交换公式的主要形式是：Q=U*A*ΔT其中，Q是热量传递的量，U是热传导系数，A是接触面积，ΔT 是温差。

要确定这个公式的值，我们需要准确测量和计算热传导系数和温差，从而确定接触面积的大小。

热传导系数取决于两个流体之间的介质，温差也跟着变化而变化，它们可以通过物理实验得到准确测量。

典型的实验需要用热源和流体进行热交换，以测量出温度变化和热传导系数。

例如，当我们要测量水和金属之间的热传导系数时，可以使用金属棒与水平行交换热量，记录它们之间的温度变化，然后根据温度变化来计算热传导系数。

热交换的此外，还可以使用其它的公式来计算热交换，这些公式依赖于所使用的热交换器的类型和外部条件。

例如，当使用空气作为中间介质时，可以使用定温空气热交换公式，或者当使用液体作为中间介质时，可以使用定温液体热交换公式等。

热交换的应用非常广泛，它可以用于各种工程应用。

例如，用于空调的冷凝器和换热器，或者用于电力发电厂的再热器等，都是热交换的应用。

热交换的主要原理是将大量的热量从一个流体传递到另一个流体，从而达到降温和保温的需求。

总而言之，热交换是一种常见的热量传递过程，它广泛应用于工程中，诸如空调和散热器等。

热交换的公式可以用于计算两个流体之间传递热量的大小。

为了准确计算热交换公式的值，还需要准确计算出热传导系数和温差。

热交换公式与时间
热量=比热容*温度的变化
Q=CM(t2-t1)
Q----热量
M----物体的比热(查表)
t2---物体最后温度
t1---物体初始温度
拓展资料:
热量:
热量是指由于温度差别而转移的能量；也是指1公克的水在1大气压下温度上升1度c所产生的能量；在温度不同的物体之间，热量总是由高温物体向低温物体传递；即使在等温过程中，物体之间的温度也不断出现微小差别，通过热量传递不断达到新的平衡。

人体的一切生命活动都需要能量，如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等等。

而这些能量主要来源于食物。

动、植物性食物中所含的营养素可分为五大类：碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素，加上水则为六大类。

其中，碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量。

三者统称为“产能营养素”或“热源质”。

由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量；而该转化过程称为热交换或热传递；热量的公制为焦耳。

温度:
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。

根据某个可观察现象（如水银柱的膨胀），按照几种任意标度之一所测得的冷热程度。

温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。

它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。

国际单位为热力学温标(K)。

目前国际上用得较多的其他温标有华氏温标(°F)、摄氏温标(°C)和国际实用温标。

从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均动能的标志。

温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义。

§4、热交换的计算 本节共 页化工生产中最常用的传热操作是热流体经管壁（或器壁）向冷流体传热的过程，该过程称为热交换或换热。

δtw 1tw 2t （管内）给热（管外）T 给热导热一、热交换的基本方程热量的传递属于：对流→导热→对流类型 即, 导热下面分别讨论 111111111λααΦ=--=Φw w t T t T A ）或（ （1）式中：A 1－ 外壁面积 2导热)(212w w t t A -=Φδλδλ/221m w w A t t Φ=- （2） A m － 平均传热面积 322322223λααΦ=--=Φt t t t A w w ）或（ （3）A 2－内壁面积 对于稳定传热Φ==Φ=Φ=Φ 321 三式相加得2211/λαδλαΦ+Φ+Φ=-m A A t T221111A A A tT m αλδα++-=Φ2211)(A A A A t T A m m m αλδα++-=令22111A A A A K mm αλδα++=由于温差沿着传热壁面变化∴，热交换基本方程 m m t KA ∆=Φ （4） 式中K —传热系数，单位与α相同 即（W/m 2k ） m t ∆—对数平均温度差 若传热面为平壁，则A A A A m ===21 这时21111αλδα++=K （5）若传热面为圆筒壁，但管子的直径较大，或管壁及垢层均较薄， 即d 外/ d 内< 2时，近似认为d 内=d 外=d m =d 这时k 的计算式采用平壁的计算式，即m t KA ∆=Φ 这时A 多采用外壁面积。

若传热面积有垢层时，21111αλδλδλδα++++=外外内内K （6）讨论:若传热壁面是新的，且壁面本身热阻较小，若传热壁面是旧的且壁面和垢层均很薄， 热阻可忽略 （6）式简化为，212121111αααααα+=+=K A 、在数值上：K<1α，K<2α设21αα<，将2α分别除以分子和分母。

换热计算公式
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1、热负荷
T V C Q P ∆=ρ
P C ———介质比热容
ρ———介质密度
V ————介质体积流量
△T ———介质进出口温度之差
2、对数平均温差
min max min max ln T T T T T ∆∆∆-∆=
∆
图中 T1’ 、 T1‘ 代表热流体的进出口温度
T2“ 、 T2” 代表冷流体的进出口温度
3、换热面积
T
K Q S ∆=
S ——换热面积
K-—传热系数。

《热交换器》标准释义及算例
热交换器是一种能够进行热能交换的设备，通常用于调节流体的温度。

其工作原理是通过将两种流体分隔开来，通过热传导的方式，使得热量从一个流体传递到另一个流体。

热交换器通常由管道网络和热交换表面组成。

以下是一个热交换器的算例：
设热交换器中有两种流体，分别是热水和空气。

热水的进口温度为80°C，出口温度为50°C；空气的进口温度为20°C，出口温度为60°C。

热交换器的热效率为90%。

根据热交换器的热效率定义，可以得知热水和空气之间的热量转移比为：
(热水出口温度-热水进口温度) / (空气出口温度-空气进口温度) = 热效率
(50°C - 80°C) / (60°C - 20°C) = 0.9
解方程可得：
-30°C / 40°C = 0.9
解得：
-30°C = 0.9 * 40°C
-30°C = 36°C
这个结果不成立，说明所假设的热效率不能实现。

因此需要重新找到有效的热效率值，使这个方程成立。

这只是一个简单的热交换器算例，实际应用中的热交换器可能会更加复杂，包括更多的参数和条件。

热量交换计算公式
热量，是指当系统状态的改变来源于热学平衡条件的破坏，也即来源于系统与外界间存在温度差时，我们就称系统与外界间存在热学相互作用。

作用的结果有能量从高温物体传递给低温物体，这时所传递的能量称为热量。

热交换就是由于温差而引起的两个物体或同一物体各
部分之间的热量传递过程。

热交换一般通过热传导、热对流和热辐射叁种方式来完成。

换热效率计算公式：ηs=A/Q。

热量的三种计算公式：
1.经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量．Q表示热量(J)，
Q=c×m×△t．
Q吸=c×m×（t－t0） Q放=c×m×（t0－t）（t0是初温；t是末温），其中c是与这个过程相关的比热容
2.固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq
Q表示热量(J)，q表示热值(J/kg)，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m3）。

q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体）
Q—某种燃料完全燃烧后放出的热量—焦耳J
m—表示某种燃料的质量—千克kg
q—表示某种燃料的热值—焦耳每千克J/kg
热量的单位与功、能量的单位相同。

在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)．历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦。

注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦。

热交换器选型计算方法
•
•如何选配适用的热交换器，公式说明如下：
•热交换器的散热能力= Qt÷ΔT×系数= （Qi+Qr）÷（T1-T2）×系数
•=（柜内耗散功率+光照辐射热）÷（柜内目标温度值- •环境最高干球温度）×系数
•其中：Qt=Qi+Qr
Qt：机柜所产生的总热量（单位：W ）；
•Qi：柜内耗散功率，即机柜内所产生的总热量（单位：W ）
Qr：光照辐射热，即机柜外传至机柜内的热量（单位：W ）
Qr=200*A ÷3
• A ：机柜的表面积（单位：m2）
•ΔT=T1-T2（单位：℃）T1: 柜内目标温度；
•T2: 柜外环境最高干球温度。

•机柜外型尺寸为：1000*2000*500mm
柜内耗散功率为600W（基本上柜内耗散功率为柜内元器件额定功率的10%~15% ；
柜内目标温度为45℃，柜外环境最高干球温度为35℃
计算：
•机柜表面积为：
•A=1*2*2+0.5*2*2+0.5*1*2=7m2；
•机柜外传至机柜内的热量：Qr=200*A ÷3=200*7÷3=467W
•柜内耗散功率为：Qi=600W
机柜所产生的总热量：Qt=Qi+Qr=600+467=1067W
•热交换器的散热能力= Qt÷ΔT×系数
•= 1067÷（45-35）×1
•=106.7W/K
选择型号为110W/K的热交换器。

注：1、此公式中的系数因使用地区环境的不同，以特定情况而定，一般为1.
2、此选型公式仅供参考！。