《热传递的基本原理》ppt课件

1、热传送的根本原理热传送的根本原理 第三组第三组 是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从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。热传送是物体的高温部分传到低温部分的过程。热传送是自然界普遍存在的一种自然景象。只需物体之间自然界普遍存在的一种自然景象。只需物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传送景象发生，并且将不断继续到温度一样的热传送景象发生，并且将不断继续到温度一样的时候为止。发生热传送的独一条件是存在温度差时候为止。发生热传送的独一条件是存在温度差，与物体的形状，物体间能否接触都无关。热传，与物

2、体的形状，物体间能否接触都无关。热传送的结果是温差消逝，即发生热传送的物体间或送的结果是温差消逝，即发生热传送的物体间或物体的不同部分到达一样的温度。物体的不同部分到达一样的温度。 热传送定义热传送方式 热传导热传导热对流热对流热辐射热辐射 123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。导热普通发生在固体与固体间，主要是经过资料晶格的热振动波以及自在电子迁移来实现的。傅立叶定律 傅里叶定律用文字描画为单位时间内经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。傅立叶定律公式：傅立叶定律公式：=-A(dt/dx) q=-(d

3、t/dx)热量计算公式：热量计算公式：Q=KSt由上式可知，增大传热系数由上式可知，增大传热系数K或增大传热温差或增大传热温差t以及传热面积以及传热面积S，均可使传热量，均可使传热量Q增大增大 傅立叶定律适用条件v1傅立叶定律只适用于各向同性物体，对于各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，度有关，还与热导率的方向性有关， 因此热流密因此热流密度矢量与温度梯度不一定在同一条直线上。度矢量与温度梯度不一定在同一条直线上。v2傅立叶定律适用于工程技术中的普通稳态好傅立叶定律适用于工程

4、技术中的普通稳态好非稳态导热问题，对于极低温的导热问题和极短非稳态导热问题，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，傅立叶定律不在适率、短脉冲激光瞬态加热等，傅立叶定律不在适用。用。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送过程，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送过程，称为对流换热。 对流换热的主要影响要素流体的物理性质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流动的原因流动的原因流动原

5、因分为强迫对流和自然对流的两个换热过程几何要素的影响几何要素的影响指壁面几何外形、大小，流体与固体热接触的相对位置等对对流换热的影响流体的流态流体的流态流动形状有层流和紊流两种对流换热的计算流体有相变时的对流换热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，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。变时的对流换热。 沸腾换热是在固体壁面的温度超越与之相接沸腾换热是在固体壁面的温度超越与之相接触的液体饱和温度时发生的。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

6、接触的蒸汽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。压力下的饱和温度时才会发生。辐射换热热辐射的根本概念是指物体经过发射电磁波向外传送能量的景象。普通，是指物体经过发射电磁波向外传送能量的景象。普通，假设电磁波的波长在假设电磁波的波长在0.11000 m之间，那么称为之间，那么称为热辐射。只需温度高于绝对零度，物体就会不断地将热辐射。只需温度高于绝对零度，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才干。具有辐射才干。在辐射换热过程中也伴随着能量方式的转换在辐射换热过程中也伴随着能量方式的转换热力学

7、能电磁波能热力学能A+R+D=1A:物体的吸收率;R:物体的反射率;D:物体的投射率;vA=1阐明落到物体外表上的辐射能被物体全部吸阐明落到物体外表上的辐射能被物体全部吸收，这种物体称为黑体；黑体不仅吸收才干最大收，这种物体称为黑体；黑体不仅吸收才干最大，且与同温度的物体相比，其辐射才干也最大。，且与同温度的物体相比，其辐射才干也最大。R=1的物体称为白体的物体称为白体;D =1的物体称为透热体。的物体称为透热体。热辐射的根本定律1.斯尔潘-波尔兹曼定律:黑体的辐射力与热力学温度的四次方成正比。.基尔霍夫定律:在热平衡的条件下实践物体的吸收率在数值上等于该物体的黑度。v因此，辐射传热就是不同物

8、体间相互辐射和吸收因此，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送，同时能量的结果。辐射传热不仅是能量的传送，同时还伴有能量方式的转换。热辐射不需求任何媒介还伴有能量方式的转换。热辐射不需求任何媒介，换言之，可以在真空中传播。这是热辐射不同，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，只需物于其他传热方式的另一特点。应予指出，只需物体温度较高时，辐射传热才干成为主要的传热方体温度较高时，辐射传热才干成为主要的传热方式如化工消费现场的管式炉。式如化工消费现场的管式炉。v实践上，传热过程往往并非以某种传热方式单独实践上，传热过程往往并非

9、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，化工消费镀银是为减少辐射传热的损失。再如，化工消费中普遍运用的间壁式换热器中的传热，主要是以中普遍运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展的热对流和导热相结合的方式进展的特点热辐射热辐射实现了能量的转移实现了能量的转移传送方向都是由高温传送方向都是由高温物体传至低温物体物

10、体传至低温物体热传导和热对流都是经热传导和热对流都是经过分子热运动传送的，而过分子热运动传送的，而热辐射是经过电磁波热辐射是经过电磁波三种传送方式共同点三种传送方式共同点传热过程与换热器传热过程与换热器v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。v在传热过程中，往往是几种根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。换热器换热器换热器的定义：用来使热量从热流体传送到冷流体换热器的定义：用来使热量从热流体传送到冷流体，以满足规定的工艺要求的安装，以满足规定的工艺要求的安装换热器的类换热器的类型型按其任务原理，火电厂中的换热器普通按其任务原理，火电厂中的换热器普通可分为混合式、外表式和再生式三类可分为混合式、外表式和再生式三类换热器内冷热流体的相对流向传热的强化和减弱强化传热 强化