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機(jī)電工程：熱量傳遞有三種基本方式

導(dǎo)熱是指物體各部分無(wú)相位移或不同物體直接接觸時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象

導(dǎo)熱系數(shù)丸又稱導(dǎo)熱率，是指單位厚度的物體具有單位溫度差時(shí)，在它的單位面積上單位時(shí)間的導(dǎo)熱量。

(2)熱對(duì)流

依靠流體的運(yùn)動(dòng)，把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象，稱為熱對(duì)流。

工程上常見的傳熱情況(如管殼式換熱器、蒸汽鍋爐的管束冰箱的冷凝器等)往往不是單純的熱對(duì)流，而是流體與固體壁直接接觸時(shí)的換熱過(guò)程，這時(shí)既有熱對(duì)流也 伴隨有熱傳導(dǎo)，已不再是基本傳熱方式，將其稱為對(duì)流換熱(又稱放熱)。

對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(有時(shí)簡(jiǎn)稱對(duì)流換熱系數(shù))，是指單位面積上，當(dāng)流體同壁 之間為單位溫差，在單位時(shí)間內(nèi)所能傳遞的熱量，表達(dá)了該對(duì)流換熱過(guò)程的強(qiáng)弱。

(3)熱輻射

依靠物體表面對(duì)外發(fā)射可見和不可見的射線(電磁波)傳遞熱量稱為熱輻射，也稱為輻射換熱。

熱輻射傳熱過(guò)程并不需要像導(dǎo)熱或熱對(duì)流那樣以冷、熱物體的直接接觸傳遞熱量。

(4)傳熱過(guò)程

導(dǎo)熱、熱對(duì)流和熱輻射三種基本傳熱方式的組合，形成了由溫度差引起的傳熱過(guò)程。

增強(qiáng)和削弱傳熱的途徑

所謂增強(qiáng)傳熱，是提高換熱設(shè)備單位傳熱面積的傳熱量，即提高傳熱系數(shù),減少傳熱熱阻。而削弱傳熱是指降低傳熱系數(shù)、增加傳熱熱阻。

(1)傳熱系數(shù)和傳熱熱阻

工程中常遇到熱量從固體壁面一側(cè)的高溫流體，通過(guò)固體壁傳遞給另一側(cè)低溫流體的過(guò)程，稱為傳熱過(guò)程。如圖1M42所示，假設(shè)傳熱過(guò)程處于穩(wěn)態(tài)，熱流方向與壁面垂直。傳熱的熱流量基本汁算式：

Q=k(tl―t2)A

才由 6―J《執(zhí)蔡搟

傳熱系數(shù)k：即單位時(shí)間、單位壁面積上，冷熱流體間每單位溫度差可傳遞的熱量。

A值能反映傳熱過(guò)程的強(qiáng)弱。

傳熱過(guò)程的熱阻是冷、熱流體的換熱熱阻及壁的導(dǎo)熱熱阻之和，與傳熱系數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系。對(duì)于換熱器，傳熱系數(shù)k值越大，傳熱熱阻R值越小，傳熱就越好;對(duì)于熱力管道的保溫，傳熱系數(shù)K值越小，傳熱熱阻及值越大，保溫性能越好。

(2)增強(qiáng)傳熱的主要途徑

擴(kuò)展傳熱面。

改變流動(dòng)狀況。

在流體中加入添加劑。

改變換熱表面狀況。

小直徑管代替大直徑管，用橢圓管代替圓管提高表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

改變能量傳遞方式

靠外力強(qiáng)化換熱：

(3)削弱傳熱的主要途徑

在冷熱設(shè)備上包裹絕熱材料的保溫措施。

將熱設(shè)備的外殼制成真空夾層

改變表面的輻射特性

附加抑制對(duì)流的元件例如：

在保溫材料的表面或內(nèi)部添加憎水劑。

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