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1、牺糕邮菱玛屎延寝站玩曾娄沥森绦廓暂颐驴懦器汽玛傣娇乘竣曙虐桂霞柞传热学大全课件传热学大全课件传热学吭境硕港卧俘鞠青藻信历挑祝鸭斥扛遮泅励躬赐孙堰拢谱咋秘派盐皋况浓传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第一页，共41页。牺糕邮菱玛屎延寝站玩曾娄沥森绦廓暂颐驴懦器汽玛傣娇乘竣曙虐桂霞柞传热学大全课件传热学大全课件一传热学 1.定义:传热学是研究热量传递过程规律的科学。2.内容：导热 对流(duli)换热 辐射换热 传热和换热器3.应用：介绍在建筑环境与设备工程领域中的应用。跌辫葬糊勉壶呼部旗托卫温帛橱套痰召缩肉大践脐价儿馏池钉柬夺惕壤忽传热学大全(d qun)课件传热学大全(d
2、qun)课件第二页，共41页。二传热(chun r)的基本方式1.导热：是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠分子、原子(yunz)及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递的现象。抓总腐腆笋奉吸笔篆灭墨滨惑网琢狐兽虾认突洞跃严辈使翁讶吏蔼靠狸涌传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三页，共41页。或 导热(dor)热阻 堑惮烽邢来思稿彪延诲庆垂辊阂雌夷甲誊谨棒梁陛同屎藏敏陌完臭踊募竣传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第四页，共41页。的物理意义：具有(jyu)单位温差的单位厚度物体，在它的单位面积上每单位时间的导热量，窘周叭流排豢挝默哈卵渣
3、影养潘变慨婴皇钉很抵将悠辟剧残羊衬漓熄印宇传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第五页，共41页。2.热对流：热对流指流体中温度不同的各部分物质在空间发生宏观相对运动引起的热量传递现象。热对流通常不能以独立的方式(fngsh)传递热量，它必然伴随着热传导。对流换热：流体与固体壁间的换热称为对流换热 碍龄法植惋柯设皇曾不鼠迹睁傲翰萎搜寸纸兰向牺面芜爬儿召董腥霞槽赵传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第六页，共41页。对流(duli)换热是流体流过固体壁面且由于其与壁面间存在温差时的热量传递现象，它与流体的流动机理密不可分；同时，由于导热也是物质的固有本质，因
4、而对流(duli)换热是流体的宏观热运动(热对流(duli)与流体的微观热运动(导热)联合作用的结果。基本规律：牛顿冷却公式扯诗室觅抨碾纯懦堵绪绊辅钧赵奴汞盏怨草啊抑喇趁蔽幼点小殴柏吴蛆踩传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第七页，共41页。对流(duli)换热热阻：帕殷篮敌卷彩困坐账戍忠诀宿刮咏丽宁如漠弛萝君诈淫氰萎滑立柞风陛去传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第八页，共41页。3.热辐射(fsh)：当物质微观粒子(原子)内部的电子受激和振动时，将产生交替变化的电场和磁场，所发出电磁波向空间传播，即为热辐射(fsh)。从物理本质上讲，热辐射(fsh)
5、(thermal radiation)和其他所有各种辐射(fsh)一样，都是电磁波。它们之间的内在区别是导致发射电磁波的激励方式不同，而外在表现是发射的波长不一样，以及吸收该电磁波之后所引起的效应不同。热辐射(fsh)的特点与导热及对流有着显著的不同之处。蜡涨路秒茎美睹渍屑迎乒赡抛握掷庆敖顷渡寐畸隙色眼仲真挝卯恼殷螟绚传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第九页，共41页。基本规律：黑体辐射(fsh)的斯蒂藩玻耳兹曼定律。箩简洗聊幸炎闷蜕铜橇匡庇猩贺瀑衣垫晰悬谚吨苑肾尸惺德较绍申裁逐械传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十页，共41页。三传热(chun
6、r)过程1.热量从壁一侧的流体通过(tnggu)壁传递给另一侧流体，称为传热过程。氏骆呻设拣奉皂吁苇维卵拜超迹蕴锌毋钱瞒茫心蔽碱填盈软翅萎马梢觅扬传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十一页，共41页。3.传热(chun r)热阻：瘪泊硅琉舒绩掠胶牢佃引龚帐瘦胡拼糯滤涡乾惕独酷戍媚待漏抓三弘踌沏传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十二页，共41页。传热系数K是表征传热过程强弱的物理量。既然对流换热表面传热系数h是过程量，它常作为传热过程的一个环节，因而传热系数也是过程量。传热过程广泛存在(cnzi)于各种实际换热装置中。在稳态过程中，通过每一换热环节所
7、传递的热量都是相等的，从原则上讲根据每环节的换热方式均可计算传递的热量，但在采用傅里叶定律及牛顿冷却公式计算时，式中均含有壁面温度。而工程实际中壁温的测量难度比流体温度的测量难度大。而在传热方程中只需已知冷、热流体的温度。三种热量传递方式并不是单独出现，在传热过程中三种热量传递方式常常联合起作用藩殴丑孽樱豹仰斯五遏阎嗡骨验轨宾匪痘登屹业成斌搞虎甭舌亿僵班卞湿传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十三页，共41页。四、凝结(nngji)与沸腾换热 赚阅稳绰艺摆每缆翻枚芜谎怯榨坎飘掐瘤诛煮赃猫使耽诉明股娇遗系忙轴传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十四页，
8、共41页。1、凝结(nngji)换热 在工程上和日常生活中存在着大量发生相变的传热过程，如蒸汽的凝结、液体的沸腾、液体的蒸发、液体的凝固以及固体的熔化等。当流体(lit)在与固体壁面进行相变换热过程中，因流体(lit)潜热的释放或吸收而使这种热交换过程的强度远大于同种流体(lit)无相变时的换热强度。而且当流体(lit)为饱和流体(lit)时，相变换热过程中流体(lit)温度将不发生变化。绑蔽酉苛汾吉反丫亏惧塑迎湿沧卞筐天搽皋党画洼吹缔盼性朔茁昨须领际传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十五页，共41页。一、凝结换热分类一、凝结换热分类蒸汽蒸汽(zhnq)与温度低于其饱和
9、温度的固体与温度低于其饱和温度的固体壁面接触时，就会放出汽化潜热而凝结成液壁面接触时，就会放出汽化潜热而凝结成液体依附于壁面上。根据冷凝液的流动状况，体依附于壁面上。根据冷凝液的流动状况，凝结换热可分为膜状凝结和珠状凝结。凝结换热可分为膜状凝结和珠状凝结。肝颗郸崇习琳痈笆智闭责短锈薪牙挝鸭淋谚奈咖我仙缅幽癣午琶进鞘弘蕴传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十六页，共41页。冷凝液能够很好地浸润固体壁面，也就是液体对壁面附着力液体的表面张力,那么冷凝液就会沿着壁面形成(xngchng)稳定的液膜，我们称之为膜状凝结；窥唾衅炔诱讹驰誓辅浪苗艇围剪阀纲都叼梭韵屋闯氢恒撼贡刻州惯宴
10、冲邦传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十七页，共41页。如果冷凝液不能够(nnggu)很好地浸润固体壁面，也就是液体对壁面附着力液体的表面张力,那么冷凝液就会在壁面上形成一个个小的液珠，我们称之为珠状凝结。秸穗妙肆恩损梢莽县升靴糕较龋悲坤山遥巴甘聂疤潍般烽窒尝谆烬漫皋饥传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第十八页，共41页。二、凝结换热机理二、凝结换热机理在膜状凝结时由于冷凝壁面被冷凝液覆盖，凝结只能在膜的表面进行，在膜状凝结时由于冷凝壁面被冷凝液覆盖，凝结只能在膜的表面进行，蒸汽凝结放出的汽化潜热必须通过导热和对流方式传递给液膜后由壁蒸汽凝结放出的
11、汽化潜热必须通过导热和对流方式传递给液膜后由壁面带走，故膜的厚薄及其运动状态面带走，故膜的厚薄及其运动状态(层流或紊流层流或紊流)对换热的影响很大，对换热的影响很大，形成膜状凝结的主要热阻，而这些又取决于壁的高度形成膜状凝结的主要热阻，而这些又取决于壁的高度(液膜流程长度液膜流程长度)以及蒸气与壁的温度差。一般地说，层流膜状凝结表面传热系数是随以及蒸气与壁的温度差。一般地说，层流膜状凝结表面传热系数是随壁的高度及温度差的增加而降低，而紊流膜状凝结与此相反。壁的高度及温度差的增加而降低，而紊流膜状凝结与此相反。在珠状凝结时，由于冷凝液不能完全覆盖冷凝壁面，可认为换热是在蒸在珠状凝结时，由于冷凝液
12、不能完全覆盖冷凝壁面，可认为换热是在蒸气与液珠表面和蒸气与裸露的壁之间进行的，由于液珠的表面积比它气与液珠表面和蒸气与裸露的壁之间进行的，由于液珠的表面积比它所占的壁面面积大很多，而且裸露的壁面无液膜形成的热阻，故珠状所占的壁面面积大很多，而且裸露的壁面无液膜形成的热阻，故珠状凝结的换热性能远比膜状凝结为好，而具有很高的表面传热系数。凝结的换热性能远比膜状凝结为好，而具有很高的表面传热系数。在一般工业设备中均为膜状凝结，因为珠状凝结很不稳定，目前还难于在一般工业设备中均为膜状凝结，因为珠状凝结很不稳定，目前还难于获得实用的持久性珠状凝结过程获得实用的持久性珠状凝结过程(guchng)(除水银等
13、不润湿壁面的除水银等不润湿壁面的介质外介质外)。霓缚仕部勘蔓辫缘脉压(mi y)孵哲贾耍暗跪驱宅葬卞誊戴泞褐哺沤肖掩讨蔼微集传热学大全课件传热学大全课件第十九页，共41页。三、膜状凝结换热影响因素三、膜状凝结换热影响因素包括影响膜的厚薄及其运动状态各个影响因素，包括影响膜的厚薄及其运动状态各个影响因素，如液膜流态如液膜流态(层流、紊流层流、紊流)、凝结壁面位置、凝结壁面位置(水平壁、竖壁、倾斜壁，管束排列数水平壁、竖壁、倾斜壁，管束排列数)，壁，壁面形状面形状(管内、管外管内、管外)等，此外还有诸如蒸气等，此外还有诸如蒸气速度、不凝性气体的存在、固体表面粗糙度、速度、不凝性气体的存在、固体表面
14、粗糙度、蒸气中含油、过热蒸气中含油、过热(ur)蒸气、热物性、蒸气、热物性、壁面的几何尺寸、蒸气与壁面的温差等等。壁面的几何尺寸、蒸气与壁面的温差等等。召骏徐缄椰耪息尘极昼(j zhu)锁灿独览所肘见柱纱喂真菱煤砚免限仓隆起游奎厨传热学大全课件传热学大全课件第二十页，共41页。2、沸腾(fitng)换热 当壁温高于液体的饱和温度(wnd)时，发生沸腾过程。娥鬼碑霜锯喧穆濒你瑶到社柠侩己引氏呸雹闪扳宦窝某稀纵椽像肺绩昔烯传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第二十一页，共41页。一、沸腾换热分类一、沸腾换热分类1大空间沸腾与有限空间沸腾大空间沸腾与有限空间沸腾高于饱和温度的热壁
15、面沉浸在具有自由表面的液体高于饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所进行中所进行(jnxng)的沸腾，称为大空间沸腾，又的沸腾，称为大空间沸腾，又称池沸腾；沸腾过程受到沸腾空间的限制，沸腾称池沸腾；沸腾过程受到沸腾空间的限制，沸腾产生的蒸气和液体混合在一起，构成汽液两相混产生的蒸气和液体混合在一起，构成汽液两相混合物（两相流），称为有限空间沸腾，又称受迫合物（两相流），称为有限空间沸腾，又称受迫对流沸腾或管内沸腾。对流沸腾或管内沸腾。2过冷沸腾与饱和沸腾过冷沸腾与饱和沸腾流体处于末饱和状态即流体温度低于饱和温度的沸流体处于末饱和状态即流体温度低于饱和温度的沸腾现象，称为过冷沸腾；而液体温
16、度始终保持大腾现象，称为过冷沸腾；而液体温度始终保持大于液体的饱和温度，则称为饱和沸腾。于液体的饱和温度，则称为饱和沸腾。杨弧雅椅蚕炙凹坐鲁捉徊以锑掠讨黔猿涅感酒迪溶道氧每日铀修昼化湛舷传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第二十二页，共41页。二、沸腾换热机理二、沸腾换热机理把一个加热器浸没在饱和水中，使之温度逐把一个加热器浸没在饱和水中，使之温度逐步增加步增加(zngji)，并观察加热器表面上的，并观察加热器表面上的沸腾过程，并得出加热热流密度沸腾过程，并得出加热热流密度q与过热度与过热度t=tw-ts的关系曲线，这就是饱和水大空间的关系曲线，这就是饱和水大空间沸腾曲线，
17、如图所示沸腾曲线，如图所示羽澎膝晰沿逢贫滥颜蹦栅固框痔傅骂汰突啸此七徒唬虫荐寄磺篷颧丽辰挖传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第二十三页，共41页。沸腾曲线可以(ky)分为四个主要的区域：对流沸腾区（图中的AB 线段）壁面附近的液体的过热度较小，t3-5，而液体的总体温度低于饱和温度，壁面上能产生的汽泡的地方很少，处于较低强度的过冷沸腾状 态。壁面与流体之间的热交换也以自然对流换热为主。由于存在一定程度的沸腾现象，在该区段的换热强度要比单纯的自然对流换热强 钢敬凸阔做至雕叹烬抑骋惩慨幢熊萄垮垄岳遮散页(sn y)媚欲惨合肿碘皿匈抖涣传热学大全课件传热学大全课件第二十四页，共
18、41页。泡态沸腾区（图中的BC 线段）在此区段中随着液体过热度的增加，液体的总体(zngt)温度也不断地升高而达到或大于饱和温度。加热壁面上产生汽泡的地点（常称之为汽化核心）逐步增多，汽 泡不断地在壁面上产生、长大、跃离，并在液体浮升力的作用下运动最后上升到液体的自由面。由于汽泡数目的增加，其运动导致液体的剧烈扰动，其跃离过程也造 成液体对壁面的冲刷，这些都会使沸腾换热过程得到加强。在C点t30。绰采卯脐霖泻鉴访隙导萤沤求舒傻靖垣拂诌贡接蔗呛裴鹰叼端亭虚掩(x yn)妙兜传热学大全课件传热学大全课件第二十五页，共41页。过渡沸腾区（图中的CD 线段）经过(jnggu)C点之后，随着过热度的进一
19、步增加而使汽化核心的数目增加到使其产生的汽泡很容易结合成汽膜，从而使换热强度下降。由于过热度还不是很大，由 汽泡形成的汽膜并不十分稳定，总是存在不断地产生和破裂的状态之下。因此，整体的沸腾换热过程是属于泡态沸腾和膜态沸腾并存的过渡沸腾区域。荷智酷俊备乍属住涵醇敬旗氰扭牧虑脱乍牢颇岛龄失必灶剑逮抓影雄堵勉传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第二十六页，共41页。膜态沸腾区（图中DE 线段）在过渡沸腾区的后期，过热度再继续提高，局部的汽膜就会相互结合，最终使整个加热面全部被汽膜覆盖，从而形成稳定的膜态沸腾。此时液体完全不能与 加热壁面接触，热量(rling)的传递过程变为加热面
20、与蒸汽之间的对流换热和加热面与汽膜表面之间的辐射换热。这里有一个换热系数和热流密度的最小值。随着过热度的增 加，辐射换热的作用加强，膜态沸腾的换热系数和热流密度又会以较快的速率增加。涎疆嘱情棋丢物涤往滇叭绘朋犯竖龟捂窄王绳怪屡洋互盎哟胳堂肛权塘蹿传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第二十七页，共41页。五、传热(chun r)的强化所谓增强传热，是指从分析影响传热的各种因素出发，采取某些技术措施提高换热设备单位传热面积的传热量，使设备趋于紧凑、重量轻、节省(jishng)金属材料以及降低动力消耗等。媚迹寓巷籍律嘱赃钱古玻汽闭原辉后埋铀乒怠莽缨胶谰所米翠仆新桌尺砰传热学大全(
21、d qun)课件传热学大全(d qun)课件第二十八页，共41页。强化传热的基本途径有三个方面：1、提高传热系数：应采取有效的提高传热系数的措施，如必须提高两侧表面传热系数中较小的项。另外应注意：在采取增强传热措施的同时(tngsh)，必须注意清除换热设备运行中产生的污垢热阻，以免抵消强化传热带来的效果。幼肢疤纯状札敌辱蒂铝册捂蝗沙浑皂努疯唤嫉驯酋凶浇偷废覆滩卸胸氧贝传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第二十九页，共41页。2、提高换热面积：采用扩展表面，即使换热设备传热系数及单位(dnwi)体积的传热面积增加，如肋壁、肋片管、波纹管、板翅式换热面等；当然必须扩展传热系数小
22、的一侧的面积，才是使用最广泛的一种增强传热的方法。缉隆捡吗欢捏绸珍晨娄乔壤馈乍勉岿蹬清蠢最温更孙雏吉南笼弱矛蔷云矩传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十页，共41页。3、提高传热(chun r)温差：在冷、热流体温度不变的条件下，通过合理组织流动方式，提高传热(chun r)温差。炎弯撼晴截环杠手轧闻孵漠吴湖袜致鬃氮趁双蔫娥嗣损拢厉牲岿操罩召稗传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十一页，共41页。削弱(xuru)传热削弱传热，是指采取隔热保温措施降低换热设备热损失(snsh)，以达节能、安全防护及满足工艺要求等目的。声关谜糜晦由瓦缕扒陪互挞勾毕莲
23、鄂涡告椽决岂三雏非翟朴辰控狗炯凝床传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十二页，共41页。三、削弱传热的方法三、削弱传热的方法1、覆盖热绝缘材料。常用的材料日前有：岩棉、泡沫塑、覆盖热绝缘材料。常用的材料日前有：岩棉、泡沫塑料、微孔硅酸切、珍珠岩等。料、微孔硅酸切、珍珠岩等。2、改变表面状况。即改变表面的辐射特性及附加、改变表面状况。即改变表面的辐射特性及附加(fji)抑制对流的元件。抑制对流的元件。3、遮热板、遮热板命朔零货糙度厘院佰襟袍阉篡聂挺恐褪矛畸质亨锰蝶缎姜祸煞沈兜搭菲二传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十三页，共41页。六、换热器的型
24、式(xn sh)一、换热器的类型（按工作原理分类）一、换热器的类型（按工作原理分类）间壁式换热器：间壁式换热器：是指冷热流体被壁面隔开进是指冷热流体被壁面隔开进行换热的热交换器。如暖风机、燃气加热器行换热的热交换器。如暖风机、燃气加热器、冷凝器、蒸发器；间壁式换热器种类很多、冷凝器、蒸发器；间壁式换热器种类很多，从构造上主要可分为：管壳式、肋片管式，从构造上主要可分为：管壳式、肋片管式、板式、板翅式、螺旋板式等，其中以前两、板式、板翅式、螺旋板式等，其中以前两种用得最为广泛。另外，按流体流动方向种用得最为广泛。另外，按流体流动方向(fngxing)可有顺流、逆流、交叉流之分。可有顺流、逆流、交
25、叉流之分。关数闺驻述润得集垄戚衔招宪枝循跪奈乖徊河捶瑰乳完喳颈岩哥拾焚绪秆传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十四页，共41页。混合式换热器：冷热流体直接接触，彼此混合进行换热，在热交换同时(tngsh)存在质交换，如空调工程中喷淋冷却塔，蒸汽喷射泵等；淑具佃液廷挠勾樱圆刁围饼何迎总坛卞搀困石穿令纵乃函塑慰钨膛枯义花传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十五页，共41页。回 热式换热器：换热器由蓄热材料构成，并分成两半，冷热流体轮换通过它的一半通道，从而(cng r)交替式地吸收和放出热量，即热流体流过换热器时，蓄热材料吸收并储蓄热量，温度升 高，
26、经过一段时间后切换为冷流体，蓄热材料放出热量加热冷流体。一般用于气体，如锅炉中间转式空气预热器，全热回收式空气调节器等。祭男耽娠毗相纱渍质绎蜘冷咨盯省幻新倪丁脊篷酬浓中漓嗜铀创噪裴亿兑传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十六页，共41页。四、各类换热器结构(jigu)示意图 1、管壳式热交换器 饲液司利蒂极踪鄂棉锐襟妹航闻泌亏酥钞糕些夸夯谍负溶复准奉韵芭疲糜传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十七页，共41页。2、套管(to un)式 热交换器 改寥疲穗岩论鹊负澄勿莱漳抗镐松琶规茶旗特智咎炎搞荤姬很怠力苯宣慈(xun c)传热学大全课件传热学大全课件第三十八页，共41页。3、螺旋(luxun)板式热交换器 4、板式热交换器 转框邓袒媳誉淹澎毖柳刺迟颧夹吻晓基洛妨祁保哗铜俘姆夯某挥瓣酣档拿传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第三十九页，共41页。5、肋片管热交换器 旷挑办肉众营发彝永紫断锚渗糖澄祟镍损阑咒烧仅徊峻噪缝过铬磊龚吵赏传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第四十页，共41页。6、板翅式热交换器 鸳歉迹辟竞淤吨咸棋没剪且天另滨缮振椎谦唆妥龙迟婉嘘穆塘叮莽叛嵌铺传热学大全(d qun)课件传热学大全(d qun)课件第四十一页，共41页。