【摘要】:热量由壁面一侧的流体通过壁面传递给另一侧流体中去的过程,称为传热过程。一般来说,传热过程包括串联着的三个环节:从热流体到高温壁面的热量传递。由式、式得或由此可知,由几个热量传递环节构成的总传热过程,其总热阻为这些热量传递环节的分热阻并串联而成。
热量由壁面一侧的流体通过壁面传递给另一侧流体中去的过程,称为传热过程。工程上大多数设备的热传递过程都属于这种情况,如锅炉中水冷壁、省煤器和过热器的传热,汽轮机装置中的凝汽器、回热加热器以及热力设备和管道的散热。
一般来说,传热过程包括串联着的三个环节:
(1)从热流体到高温壁面的热量传递。
(2)从高温壁面到低温壁面的热量传递。
(3)从低温壁面到冷流体的热量传递。
由于是稳态过程,通过串联着的每个环节的热流量Ф应该是相同的。设平壁的表面积为A,参看图1-32的符号,可以分别写出上述三个环节的热流量表达式,即
图1-32 传热过程的剖析
将式(1-56)~式(1-58)改写成温压的形式
三式相加,消去温度tW 1、tW 2,整理得
或(www.daowen.com)
也可表示为
式中 A——传热面积,m2;
Δt——热流体和冷流体的传热温差,又称温压,K或℃;
K——比例系数,称为传热系数,W/(m2·K),数值上,它表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。
传热系数的大小取决于两种流体的物理性质、流速、换热表面的形状与布置、材料的热导率。
式(1-64)、式(1-65)可改写成
式(1-66)和式(1-67)与电学中的欧姆定律I=相比,不难看出或具有类似电阻的作用。把或称为传热热阻,简称热阻,分别用Rt、rt表示,单位分别为K/W、m2·K/W。类似地可得到导热热阻或、对流热阻 或。
由式(1-62)、式(1-64)得
或
由此可知,由几个热量传递环节构成的总传热过程,其总热阻为这些热量传递环节的分热阻并串联而成。电路中电阻并串联的规律同样适用于热阻的并串联。
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