热传递的基本原理（热力设备课件）

三种基本的热传递方式1导热2对流3辐射目录CONTENTS1.导热热流量Φ高温低温（1）物体内只要存在温差，就有热量从物体的高温部分传向低温部分；（2）物体之间存在温差时，热量就会自发的从高温物体传向低温物体。4导热是指直接接触的两个物体或同一个物体相邻两部分之间由于温度差的存在而进行的热量传递过程。热对流依靠流体的流动，把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流。热辐射热辐射是依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线（电磁波，或者说光子）传递热量。5导热也称热传导，是指直接接触的两个物体或同一个物体相邻两部分之间由于温度差的存在而进行的热量传递过程。特点：能量的形式不变；必须有温差。物体直接接触；不发生宏观的相对位移。依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量。导热是物质的属性，可在固体内（间），液体内（间），气体内（间）发生导热。纯导热只发生在固体中。62.对流热对流：流体中温度不同的各部分间发生宏观的相对位移时所引起的热量传递现象。对流换热：是指流体流经固体时流体与固体表面之间的热量传递现象。8注意区别：热对流是三种基本传热方式之一。对流换热不属于三种基本传热方式，它是由热对流和导热共同作用的复合换热形式。1）各种换热设备管内（或管外）流体与管内壁间的换热；2）设备的散热等。电厂中对流换热实例冷却水蒸气蒸气10(1)必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动。(2)导热与热对流同时存在的复杂热传递过程。(3)由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响，紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层。11电厂中对流换热实例3.辐射辐射物体向外发射电磁波的现象。热辐射由于热的原因向外发射电磁波（热射线）的辐射。热辐射的本质就是热射线的传播过程。13热射线：波长为0.1～100μm的电磁波。它包含紫外线(0.001～0.38μm)、可见光(0.38～0.76μm)和红外线(0.76～100μm)。一般可将热辐射看成红外线辐射。热辐射的特点

1）热辐射不需要冷、热物体直接接触，也不需要中间介质来传递热量，可以在真空中进行热量传播。2）热辐射过程不仅有能量的传递，而且还伴随有能量形式的转换。3）任何物体的温度只要高于0K，都可以不停地向外发射电磁波。温度愈高,热辐射的能力愈强。

4）辐射换热是物体之间相互辐射和吸收的总效果。

14烧开水时，为什么一旦水烧干了，铝壶就很容易烧坏？生活中有哪些常见的传热现象？电影《泰坦尼克号》里，为什么Jack冻死了，而Rose没有？15油汤为何不冒汽?保温瓶的封口坏后保温效果如何?房顶结霜的与不结霜的房屋,哪个保暖些?为何火车玻璃窗是双层的？夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。为什么？生活中有哪些常见的传热现象？1617导热热辐射对流换热汽轮机散热换热器冷却塔18传热过程与换热器1电厂中换热设备传热过程2传热的增强与削弱3换热器及其分类目录CONTENTS1.电厂中换热设备传热过程传热过程：指高温（热）流体通过固体壁面将热量传给低温（冷）流体的过程。特点：传热过程有时存在三种基本传热方式；一个传热过程至少由三个环节组成；传热过程中，放热和吸热同时进行。电厂中换热设备传热过程过热器传热过程蒸汽烟气烟气导热对流辐射对流烟气蒸汽管壁烟气管外壁管内壁蒸汽

对流导热对流辐射1232.传热的增强与削弱1）提高传热系数（即减小传热热阻）减小导热热阻（定期急时清洗换热管壁面，冲灰，担高水质等）减小对流换热热阻（增大流速、增加扰动）减小辐射换热热阻（增加系统黑度、增加相互间角系数、提高辐射源温度等）增强通常在热阻大(换热系数小)（气体侧）的一侧加装肋片。直肋环肋膜式水冷壁板翅式内肋针状肋2）扩展传热表面积增强28（二）扩展传热表面积火电厂中很多设备就是用加肋片的方法强化传热。如锅炉中的膜式水冷壁和肋片式省煤器就是在管外加肋。肋片式省煤器与光管省煤器相比，可节省材料30%，节省省煤器高度尺寸约30%，总金属消耗量可节省10%，而且改变了管外烟气流动状况，减小了磨损。换热面表面加肋除能增强传外，还能有效地调节壁温，在传传低温侧加肋，既能增加传热，又能降低壁温，增加受热面工作的安全性。29（三）加大传热温差提高热源温度,但受工作条件限制；降低冷源温度，但受环境限制；通过合理布置流体的流动方式(常采用逆流)来实现加大温差。30二、削弱传热1、保温隔热的目的（1）减小热损失；（2）保证流体温度，保证工业要求；（3）保证设备正常运行；（4）减小环境污染；（5）保证工作人员安全2、对保温材料的要求（1）热导率小；（2）温度稳定性好；（3）有一定机械强度；（4）吸水吸湿性好。3、最佳厚度的确定31三、传热实例分析1、锅炉水冷壁传热分析传热特点：烟气与灰垢层外表面的复合换热热阻较大（主要热阻），而管壁导热热阻及管内沸腾换热热很小。火焰温度高，而管壁温度不高，它只比管内水温高10～200C.换热器---SCH32三、传热实例分析2、汽缸壁传热分析主要热阻在保温层；缸壁本身导热热阻和缸内壁与蒸汽的换热热阻很小，温差小，不必担心热变形。但保温层损坏或脱落时，会产生热变形和热损失。3.换热器及其分类3410-3换热器及其分类一、换热器及在电厂中应用1、换热器：用来实现将热量从热流体传给冷流体的设备。2、电厂中的换热器：锅炉车间：炉内各种受热面（水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器）、减温器、暧风器等。汽机车间：凝汽器、冷油器、加热加热器、除氧器、冷却塔、轴封加热器等。发电机内：氢气-空气冷却器等。35二、换热器的一般分类（按工作原理分）1、直接混合式换热器：将热流体与冷流体直接混合的一种传热方式；特点：

1）两种流体直接接触，换热后最终出口温度相同，而且还有质量交换；

2）传热速度快，传热效率高，设备简单，但使用范围受限制。电厂中应用：除氧器、喷水减温器、冷却塔属这类。动画换热器---SCH36除氧器的换热过程作用：对凝结水进行加热除氧换热器---SCH37冷却水塔的换热过程作用：对循环冷却水冷却，以供凝汽器再使用。换热器---SCH382、回热式换热器概念：先将热流体的热量储存在热载体上，然后由热载体将热量传递给冷流体、此即蓄热式换热器。工作原理：热流体先加热蓄热元件，然后蓄热元件向冷流体放热，不断重复，从而实现热流体向冷流体传热。特点：1）传热元件周期性的分别被热、冷流体加热和冷却；传热过程是不稳定的；2）结构紧凑，传热效率较高，通常用于换热系数不大的气体间的传热。电厂中应用：回转式空气预热器。动画1动画2换热器---SCH39回转式空气预热器

转子是装载传热元件(波纹板)并可旋转的圆筒形部件，其外形似转鼓。空气预热器作用：加热进入锅炉的空气，以利于燃烧和干燥及输送煤粉。动画2换热器---SCH403、表面式换热器概念：热流体通过壁面将热量传给冷流体的换热器。特点：1）热