水和空气热交换总结.pdfVIP

本文来源：网络收集与整理|word可编辑

水和空气热交换总结

水和空气热交换总结

水和，水在不同保温措施下的散热速率，水在不同温度下的散热速率在

电热水器的应用总结

传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。由热力学第二定律

可知，凡是有温度差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是

自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。

根据传热机理的不同，热传递有三种基本方式：传导、对流和热辐射。

热传导又称导热，若物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自

由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是

系统两部分之间存在温度差，此时热量将从高温部分传向低温部分，或从高

温物体传向与它接触的低温物体，直至整个物体的各部分温度相等为止。热

传导在固体、液体、和气体中均可进行。

热对流，流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程，简称对

流。热对流仅发生在流体中。在流体中产生对流的原因有二：一是因流体中

各处的温度不同而引起密度的差别，使轻者上浮，重者下沉，流体质点产生

相对位移，这种称为自然对流；而是因泵（风机）或搅拌等外力所致的指点

强制运动，这种称为强制对流。在传热过程中，常常遇到的并非单纯对流方

式，而是流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程，即

是热由流体传到固体表面的过程，通常称为对流传热。对流传热的特点是靠

近壁面附近的流体层依靠热传导方式传热，而在流体主体中则主要依靠对流

方式传热。可见，对流传热与流体流动状况密切相关。虽然热对流是一种基

本的传热方式，但是由于热对流总伴随着热传导，要将两者分开处理是困难

1/14

本文来源：网络收集与整理|word可编辑

的，因此一般并不讨论单纯的热对流，而是着重讨论具有实际意义的对流传

热。

热辐射，因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。所有物体（包括固

体、液体、气体）都能将热量以电磁波形式发射出去，而不需要任何介质，

也就是说它可以在真空中传播。自然界中一切物体都在不停地向外发射辐射

能，同时又不断地吸收来自其他物体的辐射能，并将其转变为热能。由于高

温物体发射的能量比吸收的多，而低温物体则相反，从而使净热量从高温物

体传向低温物体。

当未饱和空气和自由水水面相接触时，由于自由水面的水蒸气分压力比

未饱和空气的水蒸气分压力高，于是产生液面水汽蒸发。水分蒸发成水汽

时，要吸收大量的显热，就导致空气温度下降，整个过程是空气中的显热量

转变成水汽的潜热量的一种热交换。

饱和蒸汽分压力大的高温水分子向低压力的空气流动，当水和空气接触

时，一方面由于空气和水的直接传热，另一方面由于水蒸气表面和空气之间

存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，将水中的热量带走。也就是水

和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，水分子不断地向空气

蒸发，成为水蒸汽分子，剩余的水分子的平均动能就会降低，从而使水的温

度下降。可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高

于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水

向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分

子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸

发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中

2/14

本文来源：网络收集与整理|word可编辑

返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空

气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。

传导速率的公式来源如下：

以三层圆筒璧的热传导推导多层壁的热传导，三层壁圆筒如下图1-1所

示：假设各层间接触良好，各层的导热系数分别为l1、l2、l3，厚度分别

为b1=(r2-r1)、b2=(r3-r2)、b1=(r4-r3)。若将串联热阻的概念应用于

Q=Sml(t1-t2)=Sml(t1-t2)（1-1）