理论教育 热量传递的三个环节及总阻的计算

热量传递的三个环节及总阻的计算

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【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。

热量传递的三个环节及总阻的计算

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,不难看出具有类似电阻的作用。把称为传热热阻,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、对流热阻

由式(1-62)、式(1-64)得

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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