第3章热传递的基本原理.ppt

二、换热器 1．换热器的类型 换热器是实现冷热流体热量交换的设备。 3-4 传热过程与换热器 按工作原理分： (1)混合式换热器——只能是同一种介质：冷热流体通过直接接触混合来完成热量的交换。 优点：具有换热效率高，设备简单 缺点：因两种流体混合，其应用受到限制。 (2)表面式换热器——冷热流体被固体壁隔开，借助于固体壁，热流体的热量传给冷流体，故又称间壁式换热器 优点：运用最广泛 缺点：换热效率较低 (3)再生式换热器 :冷热流体先后交替地流过同一换热壁面，热流体流过时将固体壁加热，冷流体流过时则使固体壁冷却，这样借助于壁面的蓄、放热过程，使热流体的热量传给冷流体。 2．按结构分： (1)壳管式换热器： (2)套管式换热器： (3)肋管式换热器： (4)板式换热器 (3)按流动形式分：顺流换热器、逆流换热器、复杂换热器 两种流体平行流动且方向相同时称为（纯）顺流。如水冷壁。 两种流体平行流动但方向相反时称为（纯）逆流。如省煤器悬吊管。 二、换热器 2．换热器内冷热流体的相对流向 三、传热的强化和削弱 1．强化传热 强化传热即为根据传热学的基本原理设法增强传热过程的传热效果，其目的在于使一定的换热设备获得较大的传热量，或在一定的传热量要求下使所需的传热面积最小，设备成本最低。 (1) 目的： a强化传热的主要目的是：(1) 增大传热量；(2) 减少传热面积、缩小设备尺寸、降低材料消耗；(3) 降低高温部件的温度，保证设备安全运行 。 b削弱传热的主要目的是：(1) 减少热力设备、载热流体的热损失，节约能源 (2)维护低温工程中的人工低温环境，防止外界热量的传入 。 (2) 传热过程的强化有三条途径：K↑或S↑或△t a,提高传热系数K，K——传热热阻的倒数 b,采用小直径管或给换热表面加装肋片，可以在金属耗量不变或增加不多的情况下，使换热面积大增加。 C,△t ↑ （如暖气取暖）大多数情况下，传热温差往往被客观条件所限定，所以通过加大传热温差来强化传热的途径没有太多考虑的余地。 三、传热的强化和削弱 2．削弱传热 削弱传热一般用于减少热力设备及热力管道对环境的散热，且通过敷设隔热层的办法来实现。 石棉、珍珠岩、矿渣棉等各类制品，是电厂中广泛采用的隔热保温材料。 3-4 传热过程与换热器 Quick Review (1) 导热 Fourier 定律：(2) 对流换热 Newton 冷却公式：(3) 热辐射 Stenfan-Boltzmann 定律： 2 三种传热方式及各自的特点和公式： 1 传热学的定义和意义 3 传热过程的定义、传热过程分析、热阻的概念和分析方法？ 热阻和热阻分析法 传热过程 换热量 Quick Review 可分为稳态和非稳态两大类 定义：物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过 程称为稳态传热过程，反之，则成为非稳态传 热过程 1 导热（热传导） (1) 定义：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象 (2) 物质的属性：可以在固体、液体、气体中发生 导热的特点：a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中。 提问：上图中那里涉及到导热了？ 上式称为Fourier定律，号称导热基本定律，是一个一维稳态导热。 其中，?：热流量，单位时间传递的热量[W]；q：热流密度，单位时间通过单位面积传递的热量；A：垂直于导热方向的截面积[m2]；?：导热系数（热导率）[W/( m K)]。 * 3 热辐射 (1) 热辐射定义：由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象 (2) 热辐射的特点： a 任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热辐射； b 可以在真空中传播； c 伴随能量形式的转变； d 具有强烈的方向性； e 辐射能与温度和波长均有关； f 发射辐射取决于温度的4次方。 (3) 生活中的例子： a 当你靠近火的时候，会感到面向火的一面比背面热； b 冬天的夜晚，呆在有窗帘的屋子内会感到比没有窗帘时要舒服； c 太阳能传递到地面 d 冬天，蔬菜大棚内的空气温度在0℃以上，但地面却可能结冰。 * * 发电厂动力部分 第三章 热传递的基本原理 3-1 导热 一、导热的基本概念 当物体内部或相互接触的物体间存在