传热
传热学
一．选择题。
1.Nu准则数的表达式为（A αL/λ）。
2.根据流体流动的起因不同，把对流换热分为（A 强制对流换热和自然对流换热）。
3.雷诺准则反映了（ A 流体运动时所受惯性力和粘性力的相对大小）。
4.高温换热器采用下述那种布置方式更安全（ B 顺流和逆流）。
5.为了达到降低壁温的目的，肋片应装在( D 换热系数较小一侧)。
6.灰体表面的有效辐射（ B 小于）对应温度下黑体的辐射力。
7.通过单位长度圆筒壁的热流密度的单位为（ C W/m ）。
8.公式?=KF?t称为（ A 傅立叶定律）。.
9.描述浮升力与粘质力的相对大小的准则数称为（ B Gr ）。.
10.当管长远大于管径时圆管横向布置时的管外膜状凝结换热系数与竖放时相比（A 横放时大）。
11.下列物质中，（B 熔融的铁水）可以产生热对流。
12.增厚圆管外的保温层，热损失（ D 可能变大，也可能变小）。
13.导温系数的物理意义是（C 反应材料传播温度变化的能力）。
14.有?—NTU法进行换热器的校核计算比较方便，这是因为（C 不需要计算对数平均温差）。
15.对于辐射换热的表面热阻下述（C）表达方式使正确的。
16.对于换热器的顺流与逆流布置，下列（ B 逆流的流动阻力大于顺流）说法是错误的。
17.肋片效率值（ B 小于一）。
18.非稳态导热过程中两侧壁温差（B 远大于）稳态导热。
19.整齐中若含有不凝结气体将（ A 大大减弱）凝结换热效果。
20.空间辐射热阻与（A表面粗糙度）有关。
21.灰体的吸收率与（ A ）波长无关。
22.暖气片外壁与周围空气之间的换热过程为（ D 复合换热）。
23.高温过热气常采用（ B 顺流域逆流混合）布置方式。
24.由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是( A 热辐射)。
25.准则方程式Nu=f（Gr,Pr）反映了（C 自然对流换热）的变化规律。
26.判断管内稳流强制对流是否需要进行入口效应修正的依据（ C I /d <50）。
27.下列各种方法中，属于消弱传热的方法是（ D 采用导热系数较小的材料是导热热阻增加）。
28.冷热流体的温度给定，换热器热流体侧结垢会使传热壁面的温度（ B 减小）。
29.下列参数中属于物性参数的是（ B 导热系数）。
30.已知一顺流布置换热气的热流体进出口温度分别为300和150，则其对数平均温差为（ B 124）。
31.对流换热以（ B 牛顿冷却公式）作为基本计算式。
32.从传热角度看，下面几种发电机冷却方式中，（ D 水沸腾冷却）效果会最好。
33.下属几种方式中，强化传热的方法是（ C 增大流速）。
34.当采用加肋片的方法加强传热是将肋片加在（ B 换热系数较小一侧）会最有效。
35.下列各参数中属于物性参数的是（ D 导温系数）。
36.某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温，为了达到较好的保温效果应将（ B 导热系数少的材料）放在
内层。
37.物体能够发射热辐射的基本条件是（ A 温度大于0K）
38.下述那种气体可以看作热辐射透明体（ B 空气）。
39.温度对辐射换热地印象（B 大于）对流换热的影响。
40.流体流过管内进行对流换热时，当l/d（ C 《50 ）时，要进行入口效应的修正。
41.炉墙内壁到外壁的热传递过程为（ D 导热）。
42.下属那个参数表示传热过程的强烈程度（ A K ）。
43.雷诺准则反映了（ B 惯性力与粘性力）的对比关系。
44.下列何种材料表面的法向黑度为最大？（ D 粗糙的铅）。
45.再热平衡的条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率（ C 恒等于）同温度下物体的黑度。
46.五种具有实际意义的换热过程为：导热，辐射换热，复合换热，传热过程和（ D 对流换热）。
47.在稳态导热中，决定物体内温度分布的是（ B 导热系数）
48.下列哪个准则数反映了流体物性对对流换热的影响（ C 普朗特数）。
49.单位面积的导热热阻的单位是（ B M*K/W ）.
50.绝大多数情况下强制对流时的对流换热系数（ C 大于）自然对流。
51.对流换热系数为100，温度为20的水流经50的壁面其对流换热的热流密度为（ A 3X10）。
52.在相同的进出口温度下，逆流和顺流的平均温差的关系为（ A 逆流大于顺流）。
53.单位时间里离开单位表面积的总辐射能为该表面的（ A 有效辐射）。
54.（ D 黑体）是在相同温度条件下辐射能力最强的物体。
二．填空题。
1.已知空气流过空气预热器时的@=100则热水与壁面间发生对流换热的单位面积换热热阻为0.01（M*K）/W。
2.传热系数是指表示传热过程强烈程度的物理量，单位是W/（M*k）
3.暖气片外壁与周围空气之间的换热过程包括对流和辐射换热。
4.某燃煤电站过热器中，烟气向管壁换热-----其负荷换热系数为60W/（M*K）
5.任何物体只要温度高于0K就会不停的向外进行热辐射。
6.传热学是研究由温差引起的热量传递规律的一门学科。
7.金属含有较多的杂质，其导热系数将降低相关的纯金属的导热系数。
8.凝结换热的两种形式是膜状凝结和珠状凝结。
9.肋壁总校率为实际散热量与肋壁侧温度均为肋基温度时的理想散热量之比。
10.导热微分方程及其单值性条件可以完整的描述一个具体得导热问题。
11.弯管效应修正系数的值小于1。
12.毕渥数和努赛尔数两者的主要区别是毕渥数的导热系数为固体的导热系数而努赛尔数的导热系数为流体的导热系数
13.利用边界层理论可将原来需要在整个流场求解的问题，其中边界层区用边界层对流换热微分方程组求解，而主流区则按
理想流体看待。
14.复杂型换热器的平均温差可以通过逆流布置时的平均温差来计算，表达式为
15.热边界层是指固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层。
16.在流场中的边界层内存在的速度梯度。
17.表面辐射热阻应用于灰漫表面辐射换热计算，其值可用数学时表示为
18.非稳态温度场，称F0为傅立叶准则。
19.二维稳态温度场在直角坐标系中可表示为t=f(x,y)。
20.辐射换热的空间热阻主要与角系数有关。
21.采用集总参数法的物体，其内部温差趋近于一致。
22.膜状凝结时热量传递过程的主要阻力是液膜层。
23.黑体辐射的辐射力由斯忒藩---玻耳兹漫定律确定，黑体辐射通过按波长的分布服从普朗克定律，而空间方向得分不服从
兰贝特定律。
24.凝汽器通常都采用水平的布置方案。
25.有效辐射包括自身辐射和反射辐射两部分。
26.光普吸收比与波长无关的物体称为灰体
27.换热器按操作过程可将其分为间壁式，混合式，蓄热式。
28.大容器饱和沸腾换热过程可分为自然对流，核态沸腾，过度沸腾和稳定膜态沸腾。
29.兰贝特定律表明，黑体的定向辐射力随方向角按余弦规律变化法向方向的定向辐射力最大。
30.当需要强化一个传热过程时，应当首先判断哪一个环节得分热阻最大针对这个分热传热阻采取强化措施收效最显著。
31.影响对流换热的主要因素有流动状态，流动起因，流体物性，流体向变情况。
32.热辐射区别于导热对流换热的基本特点主要有可以在真空中传递和能量形式的转换。
33.一般工业设备中的凝结换热形式均为膜状凝结。
34.凡波长λ=0.38---0.76μm的电磁波属于可见光。
35.饱和水蒸气在管外侧凝结1》d，圆管的壁温恒定则横管的平均表面传热系数大于竖管的平均传热系数。
36.高于饱和温度的热壁面沉侵在具有自由表面的液体中所进行的沸腾称为大容器沸腾。
37.实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比称为物体的黑度。
38.换热器运行一段时间后换热面上常会积起覆盖垢层----这种热阻称为污垢热阻。
39.高温过热气常采用顺流布置方式。
40.凝汽器通常采用水平的布置方案。
41.对于一个传热过程，-------常常装在表面传热系数较小的一侧。
三．名词解释。
1.稳态导热：物体的温度场分布（或导热过程）不随时间发生变化。
2.稳态温度场：温度场不随时间发生变化。
3．热对流：由于流体内部温度不同，流体各部分之间的宏观相对运动引起热量传递过程。
4．传热过程：热量由固体壁的一侧的热流体通过固体壁传递给另一侧冷流体的过程。
5．.肋效率：肋片实际散热量与其肋片整体基于肋基温度下的理想散热量之比。
6．绝热黑体（黑体）：能全部吸收投射来的各种波长的辐射能的物体。
7．热流密度：单位时间，通过单位导热面积的导热量。
8．对流换热系数：当流体与壁面间温差为1 o C 时，对流换热的热流密度。
9．污垢热阻：污垢换热面的传热热阻与洁净换热面传热热阻之差。
10.对流换热：流体流经固体壁面时，流体与固体壁面之间的换热。
11.导热：是互相接触而温度不同的物体之间或物体中温度不同的各部分之间，依靠分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热传递现象。
12.温度边界层：壁面附近温度有很大变化的薄层。
13.自然对流：由于流体内部分密度不同所产生的浮升力作用而引起的流动。
14.基尔霍夫定律：在热平衡条件下，任何物体对黑体辐射的吸收率的比值，恒等于同等温度下该物体的黑度。
15.传热过程：传热过程是指热量由固体壁面一侧的冷流体的过程。
16.温度边界层：对流换热时，在传热壁面附近形成的一层温度有很大变化（或温度变化率很大）的薄层
17.换热器的效能：换热器的实际传热量与最大可能传热量之比，称为换热器的效能。
18.间壁式换热器：冷、热两种流体被固体壁面隔开，各自在一侧流动，热量通过固体壁面由热流体传给冷流体的换热设备称为间壁式换热器。
19.导热基本定律：当导体中进行纯导热时，通过导热面的热流密度，其值与该处温度梯度的绝对值成正比，而方向与温度梯度相反。
20.黑度：物体的辐射力与同温度下黑体辐射力之比。
四．简答题.
1.试用传热学理论解释热水瓶的保温原理。
答：热水瓶抽真空使对流与导热几乎不会发生，很低的发射率大大消弱了内外壁面间的辐射换热，从而达到保温目的。
2.有两个侧面积和厚度都相同的大平板，导热系数一样，但导温系数（热扩散率）不同，如将它们置于同一温度的空气中冷却，哪一个先达到空气温度？
答：导热系数大的大平板先达到空气温度，因为，导温系数越大，材料中温度变化传播的越迅速，因而导温系数大的先达到空气温度。
3.在热电偶测定气流的非稳态温度场时怎样才能改善热电偶的温度响应特性？
答：热电偶对气流温度变化反映快慢取决于其自身的热容量qcV 及表面换热条件hA 。热容量越大，温度变化的越慢；表面换热条件越好（hA 越大），单位时间内传递的热量越多，则越能使热电偶的温度迅速接近被测气流的温度。因此，减小热容量和改善表面换热条件都可以改善热电偶的温度响应特性。
4.现要提供一台换热器，可以使热流体从120o C 被冷却到60o C ，而同时要求冷流体由40o C 被加热到80o C ，试问采用顺流式
换热器还是采用逆流式换热器能达到要求？
答：采用逆流式换热器可以达到要求。
5.冬天，北方室内大量使用取暖的暖气片，试说明暖气片的热水与室内环境传热时，热量传热过程中各个环节的换热方式？ 答：（1）热水与暖气片管子内壁的对流换热；（2）管子内壁与管子外壁的导热；
（3）管子外壁与室内环境的对流换热与辐射换热。
6.蒸汽中含有不凝结气体时，为什么会影响换热？
答：在靠近液膜表面的蒸汽侧，随着蒸汽的凝结，蒸汽分压力减小而不凝结气体的分压力增大。蒸汽在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过聚积在界面附近的不凝结气体层，因此，不凝结气体层的存在增加了传递过程中的阻力。同时蒸汽分压力的下降，使相应的饱和温度下降，减小了凝结的驱动力，也使凝结过程消弱。
7.什么是黑体、镜体、绝对透明体。
答：（1）黑体：吸收比a=1的物体叫做黑体
（2）镜体：反射比p=1的物体叫镜体
（3）绝对透明体：穿透比τ=1的物体叫做绝对透明体。
8.试叙述傅立叶定律，其数学表达式，个符号的意义，单位分别是什么？
答：傅立叶定律：单位时间内通过给定截面积的热量，正比例于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递方向则与温度升高的方向相反。
x
t A ??-=λφ φ—热流量，w ； λ—导热系数，W/（m.k ）； A —面积，m 2；
x t ??—温度变化率，K/m ； 9.判断两个同类现象相似的条件是什么？使解变得唯一的条件包括那些？
答：两现象相似的条件理：同名的已定特征数相等；单值性条件相似。使解变得唯一的条件需要满足初始条件、边界条件、
几何条件、物理条件皆相似。
10.为什么高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置的方式？
答：（1）因为在一定的进出口温度条件下，逆流的平均温差最大，顺流的平均温差最小，即采用逆流方式有利于设备的经济运行。（2）但逆流式换热器也有缺点，其热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使该处的壁温较高，即这一端金属材料要承受的温度高于顺流型换热器，不利于设备安全运行。（3）所以高温过热器一般采用顺流式和逆流式混合布置方式，即在烟温较高区域采用顺流布置，在烟温较低区域采用逆流布置。
11.写出Bi 数和Nu 数的定义式，说明它们的物理意义，并比较两者的不同之处。
答：（1）定义式λhl
Bi =、λhl
Nu =
（2）Bi 数物理意义：固体内部导热热阻与其界面上换热热阻之比。
Nu 数物理意义：壁面上流体的无量纲温度梯度。
（3）两者不同：导热系数λ：Bi ：固体内部的导热系数；Nu ：流体的导热系数。
12.试述兰贝特定律。
答：在半球空间的各个方向上的定向辐射强度相等，这种定向辐射强度与方向无关的规律称为兰贝特定律。
13.热量传递有哪三种方式？今有一热平板在空气中冷却，试列出这一热量传递过程包含哪些传递方式？
答：热量传递方式有三种：导热（热传导）、对流和热辐射。对于热平板在空气中冷却，热量传递过程包含通过对流换热及与周围其他物体间的辐射换热。
14.什么是遮热板？试例举出一个应用遮热板的例子。
答：（1）遮热板：插入两个辐射换热表面之间以削弱辐射换热的薄板。
（2）例子：汽轮机中遮热板用于减小内、外套管间辐射换热；遮热板用于提高温度测量的精度；建筑物中遮热板用于减少太阳对建筑物的辐射。
15.试写出热扩散率（导温系数）a 的表达式并解释其物理意义。 答：pc a λ
=表示物体内部传播温度变化的能力的大小。
16.试简述影响对流换热的因素有哪些？
答：（1）流体流动的起因；（2）流体有无相变；（3）流体的流动状态;
(4)换热表面的几何因素；（5）流体的物理性质
17.建设部规定，今后所有建筑物都必须采用节能墙体材料，假设你是建筑工程师，让你从空心砖和实心砖两种墙体材料中选择，你选择哪种墙体材料，用传热学解释。
答：（1）选择空心砖（2）因为空心砖中有空气，而空气的导热系数比较小，这样就能起到隔热作用，从而使建筑物夏季隔热冬季保暖。
18.写出Bi 数的表达式，说明Bi 数的物理意义。
答：（1）表达式：λlh
Bi =
（2）物理意义：具有固体内部单位导热面积上的导热热阻与单位面积上的换热热阻之比。
19.比较顺流式与逆流式换热器的优缺点？
答：在相同的进、出口温度条件下，逆流的平均温差最大，而顺流的平均温差最小。因此换热器应当尽量布置成逆流，而尽可能避免作顺流布置。但逆流也有缺点，即热流体和冷流体的最高温度集中在换热器的同一端，使得该处的壁温特别高，所以高温换热器一般采用顺流布置。
20.什么是临界热绝缘直径？平壁外和圆管外敷设保温材料是否一定能起到保温作用，为什么？
答：（1）对应于总热阻为极小值时的隔热层外径称为临界热绝缘直径。
（2）平壁外敷设保温材料一定能起到保温作用，因为增加了一项导热热阻，从而增大了总热阻，达到削弱传热目的。
（3）圆筒外壁敷设保温材料不一定起到保温作用，虽然增加了一项热阻，但外壁的换热热阻隧之减小，所以总热阻用可能减小，也有可能增大.
围护结构主体部位传热系数检测方法
围护结构主体部位传热系数检测方法 1 仪器设备 热流计及其标定应符合现行行业标准《建筑用热流计》（JC/T 3016）的规定。 热流和温度应采用自动检测仪检测，数据存储方式应适用于计算机分析。温度测量不确定 度应小于0.5℃。 2 检测程序 1 检测环境要求 检测应在采暖供热系统正常运行后进行，检测时间宜选在最冷月且应避开气温剧烈变化的天 气，检测持续时间不应少于96h 。检测期间室内空气温度应保持基本稳定，热流计不得受阳 光直射，围护结构被测区域的外表面宜避免雨雪侵袭和阳光直射。 2检测仪器安装 1） 热流计应直接安装在被测围护结构的内表面上，且应与表面完全接触； 2） 温度传感器应在被测围护结构两侧表面安装。内表面温度传感器应靠近热流计安装， 外表面温度传感器宜在与热流计相对应的位置安装。温度传感器连同0.1m 长引线应与被测 表面紧密接触，传感器表面的辐射系数应与被测表面基本相同。 3 检测程序 1）检测时间宜选在最冷月，且应避开气温剧烈变化的天气。对设置采暖系统的地区， 冬季检测应在采暖系统正常运行后进行；对未设置采暖系统的地区，应在人为适当地提高室 内温度后进行检测。在其它季节，可采取人工加热或制冷的方式建立室内外温差。围护结构 高温侧表面温度应高于低温侧10℃以上；当传热系数小于1 W/（m 2·K ）时，宜高于低温侧 10/U ℃以上，且在检测过程中的任何时刻均不得等于或低于低温侧表面温度。检测持续时间 不应少于96h 。检测期间，室内空气温度应保持基本稳定，受检区域外表面宜避免雨雪侵袭 和阳光直射。 注：U 为围护结构主体部位传热系数，单位：[W/（m 2·K ）]。 2）检测期间，应定时记录热流密度和内、外表面温度，记录时间间隔不应大于60min 。 可记录多次采样数据的平均值，采样间隔宜短于传感器最小时间常数的1/2。 3 检测结果计算与表示 1 采用算术平均法进行数据分析 当满足下列条件时，可采用算术平均法： 1）围护结构主体部位热阻的末次计算值与24h 之前的计算值相差不大于5%； 2）检测期间内第一个INT(2×DT/3)天内与最后一个同样长的天数内围护结构主体部位 热阻的计算值相差不大于5%。 注： DT 为检测持续天数，INT 表示取整数部分。 当采用算术平均法进行数据分析时，应按下式计算围护结构主体部位的热阻，并应使用全 天数据(24h 的整数倍)进行计算：按公式1计算围护结构的热阻，并符合下列规定： ∑∑==-= n j j n j Ej Ij q R 11)(θθ (1) 式中：R ——围护结构的热阻 m 2·K/W ； ——围护结构内表面温度的第j 次测量值(℃)； ——围护结构外表面温度的第j 次测量值(℃)； Ij θEj θ
建筑物围护结构传热系数的检测
建筑物围护结构传热系数的检测 一适用范围 适用于严寒和寒冷地区设置集中采暖的居住建筑及节能技术措施的节能效果检验。 二引用标准 JGJ 132-2001 《采暖居住建筑节能检验标准》 三仪器设备 建筑热工温度热流巡回检测仪 四检测条件 检测期间室内平均温度应保持基本稳定，热流计不得受阳光直射，围护结构被测区域的外表面宜避免雨雪侵袭和阳光直射，检测持续时间不应少于96h。 五建筑物围护结构主体部位的传热系数应符合设计要求。 六试验步骤 1 测点位置的确定 测量主体部位的传热系数时，测点位置不应靠近热桥，裂缝和有空气渗漏的部位，不应受加热、制冷装置和风扇的直接影响。
2 热流计和温度传感器的安装 ① 热流计应直接安装在被测围护结构的内表面上，且应与表面完全接触。 ② 温度传感器应在被测围护结构两侧表面安装。内表面温度传感器应靠近热流计安装，外表面温度传感器宜在与热流计相对应的的位置安装。温度传感器连同0.1m 长引线应与被测表面紧密接触，传感器表面的辐射系数应与被测表面基本相同。 3 记录数据 检测期间，应逐时记录热流密度和内、外表面温度。可记录多次采样数据的平均值，采样间隔宜短于传感器最小时间常数的二分之一。 七 数据处理 1 数据分析可采用算术平均法 采用算术平均法进行数据分析时，应按下式计算围护结构的热阻，并符合下列规定。 ∑ ∑ ===n j 1 j n 1 j Ej Ij q ) -(R θθ
式中：R——围护结构的热阻（m2·K/W）； θIj——围护结构内表面温度的第j次测量值； θEj——围护结构外表面温度的第j次测量值； q j——热流密度的第j次测量值； ①对于轻型围护结构（单位面积比热容小于20KJ/（M2·K）），宜使用夜间采集的数据（日落后1h至日出）计算围护结构的热阻。当经过连续四个夜间测量之后，相邻两测量的计算结果相差不大于5%时，方可结束测量； ②对于重型围护结构（单位面积比热容大于等于20KJ/（m2·K）），应使用全天数据（24h的整数倍）计算围护结构的热阻，且只有在下列条件得到满足时方可结束测量。 a 末次R计算值与24h之前的R计算值相差不大于5%。 b 检测期间内第一个INT（2×DT/3）天内与最后一个同样长的天数内的R计算值相差不大于5%。 注：DT为检测持续天数，INT表示取整数部分。 2. 围护结构的传热系数计算： 按下式计算： K=1/（Ri+R+Re）
传 热 综 合 实 验
传 热 综 合 实 验 一、实验目的 1.通过对本换热器的实验研究，可以掌握对流传热系数αi 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。。 2.应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr 0.4 中常数A 、m 的值。 3.通过对管程内部插有螺旋线圈的空气-水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关 联式Nu=BRe m 中常数B 、m 的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验原理 对于流体在圆形直管中作强制湍流时的对流传热系数的准数关联式可以表示成： n m C Nu Pr Re = （1） 系数C 与指数m 和n 则需由实验加以确定。对于气体，Pr 基本上不随温度而变，可视为一常数，因此，式（1）可简化为： m A Nu Re = （2） 式中： λαd Nu 2= μ ρ du =Re 通过实验测得不同流速下孔板流量计的压差，空气的进、出口温度和换热器的壁温（因 为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内、外壁温度与壁面的平均温度近似相等），根据所测的数据，经过查物性数据和计算，可求出不同流量下的Nu 和Re ，然后用线性回归方法确定关联式m A Nu Re =中常数A 、m 的值。 三、 设备主要技术数据 1. 传热管参数: 表1 实验装置结构参数 2.空气流量计 (1) 由孔板与压力传感器及数字显示仪表组成空气流量计。空气流量由公式[1]计算。 （第1套）6203.00)(113.18P V t ??=………………………………………………………………[1] （第2套）6203.00)(113.18P V t ??=………………………………………………………………[1] 其中， 0t V - 20℃ 下的体积流量，m 3/h ； P ?-孔板两端压差，Kpa
常见换热器结构及优缺点
6.7 换热器 换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。化工生产中，换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用甚为广泛。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。 6.7.1 直接接触式（混合式） 在这类换热器中，冷热两种流体通过直接混合进行热量交换。在工艺上允许两种流体相互混合的情况下，这是比较方便和有效的，且其结构比较简单。直接接触式换热器常用于气体的冷却或水蒸汽的冷凝。 6.7.2 蓄热式 蓄热式换热器又称为蓄热器，它主要由热容量较大的蓄热室构成，室中可填耐火砖或金属带等作为填料。当冷、热两种流体交替地通过同一蓄热室时，即可通过填料将得自热流体的热量，传递给冷流体，达到换热的目的。这类换热器的结构简单，且可耐高温，常用于气体的余热及其冷量的利用。其缺点是设备体积较大，而且两种流体交替时难免有一定程度的混合。 6.7.3 间壁式 这一类换热器的特点是在冷热两种流体之间用一金属壁（或石墨等导热性好的非金属）隔开，以使两种流体在不相混合的情况下进行热量交换。由于在三类换热器中，间壁式换热器应用最多，因此下面重点讨论间壁式换热器。 （1）夹套式换热器 结构：夹套装在容器外部，在夹套和容器壁之间形成密闭空间，成为一种流体的通道。 优点：结构简单，加工方便。 缺点：传热面积A小，传热效率低。 用途：广泛用于反应器的加热和冷却。 为了提高传热效果，可在釜内加搅拌器或蛇管和外循环。 （2）沉浸式蛇管换热器 结构：蛇管一般由金属管子弯绕而制成，适应容器所需要的形状，沉浸在容器内，冷热流体在管内外进行换热。 优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。 缺点：传热面积不大，蛇管外对流传热系数小， 为了强化传热，容器内加搅拌。 （3）喷淋式换热器 结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被
建筑物围护结构传热系数的检测.doc
作业指导书第 1 页共 4 页 第 A 版第 0 次修订 主题：建筑物围护结构传热系数的检测颁布日期： 2005 年 12 月 01 日 建筑物围护结构传热系数的检测 一适用范围 适用于严寒和寒冷地区设置集中采暖的居住建筑及节能技术措 施的节能效果检验。 二引用标准 JGJ 132-2001《采暖居住建筑节能检验标准》 三仪器设备 建筑热工温度热流巡回检测仪 四检测条件 检测期间室内平均温度应保持基本稳定，热流计不得受阳光直 射，围护结构被测区域的外表面宜避免雨雪侵袭和阳光直射，检测持续时间不应少于96h。 五建筑物围护结构主体部位的传热系数应符合设计要求。 六试验步骤 1测点位置的确定 测量主体部位的传热系数时，测点位置不应靠近热桥，裂缝和有空气渗漏的部位，不应受加热、制冷装置和风扇的直接影响。
作业指导书第 2 页共 4 页 第 A 版第 0 次修订 主题：建筑物围护结构传热系数颁布日期： 2005 年 12 月 01 日 2热流计和温度传感器的安装 ① 热流计应直接安装在被测围护结构的内表面上，且应与表面 完全接触。 ② 温度传感器应在被测围护结构两侧表面安装。内表面温度传 感器应靠近热流计安装，外表面温度传感器宜在与热流计相对应的的 位置安装。温度传感器连同0.1m 长引线应与被测表面紧密接触，传 感器表面的辐射系数应与被测表面基本相同。 3记录数据 检测期间，应逐时记录热流密度和内、外表面温度。可记录多次采样数据的平均值，采样间隔宜短于传感器最小时间常数的二分之 一。 七数据处理 1数据分析可采用算术平均法 采用算术平均法进行数据分析时，应按下式计算围护结构的热阻，并符合下列规定。 n ∑ (θ - θ ) Ij Ej j =1 R =n ∑q j j =1
气—气传热综合实验操作讲义
深对其概念和影响因素的理解，并应用线性回归分析方法，确定关联式 Nu = A * Re * Pr 实验研究，测定其准数关联式 Nu = B * Re 中常数 B 、m 的值和强化比 Nu / Nu 0 ，了解强化 ② 对α i 的实验数据进行线性回归，求关联式 Nu=ARe Pr 中常数 A 、m 的值。 ② 对α i 的实验数据进行线性回归，求关联式 Nu=BRe 中常数 B 、m 的值。 气—气传热综合实验讲义 一、 实验目的： 1． 通过对空气—水蒸气简单套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数 α i 的测定方法，加 m 0.4 中常数 A 、m 的值； 2． 通过对管程内部插有螺旋线圈和采用螺旋扁管为内管的空气—水蒸气强化套管换热器的 m 传热的基本理论和基本方式； 3． 了解套管换热器的管内压降 ?p 和 Nu 之间的关系； 二、 实验内容： 实验一： ① 测定 5~6 个不同流速下简单套管换热器的对流传热系数α i 。 m 0.4 ③ 测定 5~6 个不同流速下简单套管换热器的管内压降 ?p 1。 实验二： ① 测定 5~6 个不同流速下强化套管换热器的对流传热系数α i 。 m ③ 测定 5~6 个不同流速下强化套管换热器的管内压降 ?p 2 。并在同一坐标系下绘制普通管 ?p 1 ~Nu 与强化管 ?p 2 ~Nu 的关系曲线。比较实验结果。 ④ 同一流量下，按实验一所得准数关联式求得 Nu 0，计算传热强化比 Nu/Nu 0。 三、 实验原理 实验一 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 1. 对流传热系数α i 的测定 对流传热系数α i 可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定。
传热学解析解
二维稳态导热在一定边界条件下解析法求解 一、问题描述 二维有限铁板，长1.5m,宽40cm, 短边两端绝热，长边两端表面与空气接触，上下表面处空气温度分别为100℃和20℃，求稳态导热后，板内温度分布。 二、解析法求解 解： 如图建立平面直角坐标系: 所给问题及边界条件的数学描述为： 2222 0t t x y ??+=?? 0x =0t x ?=? x H =0t x ?=? 0y =1()f t h t t y λ ?=-? y δ=2()f t h t t y λ ?-=-? 假设该函数可用分离变量法求解，则 ()()t X x Y y = 2222 11d X d Y X dx Y dy λ =-=- 则有 ()22 ()0X X x x λ?+=*? ()22()0Y Y y y λ?-=**?
下面对λ取值正负分类讨论： （1）λ<0时 ()X x Be =+ 代入X 方向边界条件易得： 0A B == 即 λ<0时，()*只有零解； （2）λ>0时 ( )X x A B =+ 由x 方向边界条件解得：0,n B H π== 则方程固有值和固有解为 ()2 ,cos ,1,2n n n n n X x A x n H H ππλ?? ===??? ??? 将n λ代入()**得 (),1,2n n y y H H n n n Y y C e D e n π π- =+=??? 叠加后得方程通解为 1(,)cos n n y y H H n n n n t x y a e b e x H πππ +∞ -=??=+ ??? ∑ 其中,n n n n n n a A C b A D ==； 对于任一确定[]0,x H ∈ 由y 方向边界条件代入得： 1000011cos cos n n n n H H H H n n n n f n n n n n n x a e b e h a e b e x ht H H H H ππππππππλ+∞+∞?-??-?==?????-=?+- ? ?????∑∑ 211cos cos n n n n H H H H n n n n f n n n n n n x a e b e h a e b e x ht H H H H ππππδδδδππππλ+∞+∞?-??-?==????-?-=?+- ? ????? ∑∑ 整理得：
换热器的结构和分类
换热器的结构和分类 换热器的分类 按用途分类： 加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器 按冷热流体热量交换方式分类： 混合式、蓄热式和间壁式 主要内容： 1. 根据工艺要求，选择适当的换热器类型； 2. 通过计算选择合适的换热器规格。 间壁式换热器的类型 一、夹套换热器 结构：夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装夹套制成。 优点：结构简单。 缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器。也可在釜内安装蛇管。
二、沉浸式蛇管换热器 结构：这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。 优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。 缺点：由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。
三、喷淋式换热器 结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。在下流过程中，冷却水可收集再进行重新分配。 优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好
缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。 用途：用于冷却或冷凝管内液体。 四、套管式换热器 结构：由不同直径组成的同心套管，可根据换热要求，将几段套管用U形管连接，目的增加传热面积；冷热流体可以逆流或并流。 优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大，能保持完全逆流使平均对数温差最大，可增减管段数量应用方便。 缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。 用途：广泛用于超高压生产过程，可用于流量不大，所需传热面积不多的场合。 五、列管式换热器 列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用。 优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采
建筑围护结构传热系数现场检测方法
建筑围护结构传热系数现场检测方法 研究总结。 1. 引言 随着能源和环境形势日益严峻，建筑节能将是我国的一项长期国策。传热系数是建筑热工节能设计中的重要参数。建筑构件（如门、窗等）的传热系数，可在实验室条件下对其进行测试。而建筑围护结构是在建造过程中形成的，其传热系数需要现场检测才能确定。通过检测建筑的实际传热性能，来判定建筑保温隔热系统的产品、技术是否符合节能设计要求，以此来鉴定新系统的产品、技术的优缺点等，同时对分析建筑物实际运行中的能耗状况和施工过程的偏差也起着非常重要的作用。本文对传热系数现场检测方法进行综述，注重对热流计法研究总结。 2. 围护结构传热系数现场检测方法 目前对围护结构的传热系数现场检测的方法主要有四种，即热流计法、热箱法、控温箱热流计法和常功率平面热源法。 2.1热流计法。 （1）热流计法原理[1]。 热流计法是利用温差和热流量之间的对应关系进行传热系数的测
定。通常的做法是用热流计、热电偶在现场检测出被测围护结构的热流密度以及内、外表面温度，通过数据处理计算得出建筑物围护结构各部分的传热系数（如图1）。计算公式如下： （2）热流计法特点。 热流计法的核心是测量通过被测对象的热流，并假定传热为一维。否则，热流有分量，计算出的被测物的热阻偏小，传热系数就偏大。该方法是国家检测标准首选的方法，在国际上也是公认的方法，但是这种方法用在现场测试有严重的局限性。因为使用该方法的前提条件是必须在采暖期才能进行测试，我国的现实情况是有些地区基本不采暖、采暖地区的有些工程又在非采暖期竣工等，这样就限制了它的使用。在计算时所用到的内外墙表面换热系数受环境（温度、风速、辐射等）的影响显著。 如文献[2]对实验用房进行了不同风速的情况下，外墙表面换热系数A 的研究，结果表明外环境（风速）对外墙表面换热系数的影响很大（如表1）。文献[3][4]就其它环境（如雨水和太阳辐射等）条件对围护结构传热系数的影响也作了研究和分析，结果表明也有较大的影响。 （3）双面热流计法。 它是改进的热流计法，一般的热流计法是在墙体内表面（环境相对
导热油两种传热系统比较
导热油两种传热系统比较 导热油两种传热系统比较 导热油传热系统有两种类型，分别为开式系统和闭式系统。将膨胀槽排气管直接与大气相通的传热系统称为开式传热系统；膨胀槽与大气隔离的传热系统称为闭式传热系统。两种传热系统各有哪些特点，采用开式系统或闭式系统的原则有哪些，看了以下详细分析，你可能就会有所了解。 开式系统的特点 开式系统中是将膨胀槽排气管直接与大气相通，不增加设备和维护运行费用，操作简单，目前，我国近90%导热油传热系统采用。 在开式传热系统，导热油中的低沸点挥发物和水分在加热运行中易分解析出挥发性气体和蒸汽，使导热油呈液气混合态，这种液气混合态的工质在系统中的高温、高速、低压（局部区段）工况下极易出现喘振、脉动和汽锤冲击，并在高压区收缩形成空穴，产生气蚀。在喘振、脉动状态下运行的设备，不但降低了运行效率、可靠性和安全性，而且大大缩短了设备使用寿命。尤其当供热温度大于300℃时，导热油使用温度下的饱和蒸汽压大于膨胀槽所处位置的静压头时，上述矛盾会更加突出的暴露出来，甚至会出现导热油迅速汽化，使设备根本无法运行的“断裂工况”事故。 任何油品在空气中均会氧化，导热油也不例外。油品的氧化速度与油氧接触面积成正比。在开式系统中导热油长时间与空气大面积接触，会氧化生成有机酸，有机酸可进一步促进导热油的聚合反应缩聚成胶泥，使粘度增加，导致导热油流速减缓，在炉管停留时间增加，不仅传热效果变差，而且会加速导热油的劣化，缩短导热油使用寿命，影响系统安全稳定运行。 闭式系统的特点 闭式系统通常采用惰性气体（一般采用氮气）或冷油液封装置使导热油与空气隔离。闭式系统使导热油封闭运行，隔绝空气，可有效防止导热油氧化劣化、延长导热油使用寿命，并能有效减少导热油的挥发及避免开式系统存在的问题以及喷油、着火等安全隐患，完全符合国家节能减排环保要求。 采用氮气封闭式系统，需要有氮气源否则需附加一套氮气发生系统，使导热油系统设备复杂化并给操作、维护都带来了一定的影响，提高了系统的复杂性，增加了设备投资和提高了生产运行、维护成本，不易于普及和推广。目前，国内仅大型企业、大型导热油加热系统及有氮气气源的企业采用。 对于无氮气气源和导热油系统不是很大且资金受限的企业，多采用冷油液封装置使导热油与大气隔离，也能有效保护导热油防止空气氧化，延长导热油使用寿命。 采用开式系统或闭式系统的原则 对于导热油传热系统采用开式还是闭式系统，国家标准GB23971-2009《有机热载体》和国家特种设备安全技术规范TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》都作了明确规定。 国家标准GB23971-2009规定： ● L-QC和L-QD类（即最高允许使用温度在300℃以上）导热油应在闭式系统中使用。 ●L-QB类（即最高允许使用温度在300℃以下）导热油，适用于闭式或开式系统。并规定了导热油在开式系统中使用的条件，开口闪点符合指标要求；热氧化安定性达到指标要求；初馏点高于最高工作温度。 特种设备安全技术规范TSG G0001-2012规定：符合下列条件之一的系统应设计
传热问题有限元分析
【问题描述】本例对覆铜板模型进行稳态传热以及热应力分析，图I所示的是铜带以及基板的俯视图，铜带和基板之间由很薄的胶层连接，可以认为二者之间为刚性连接，这样的模型不包含胶层，只有长10mm的铜带（横截面2mm×0.1mm）和同样长10mm的基板（横截面2mm×0.2mm）。材料性能参数如表1所示，有限元分析模型为实体——实体单元，单元大小0.05mm，边界条件为基板下表面温度为100℃，铜带上表面温度为20℃，通过二者进行传热。 图I 铜带与基板的俯视图 表1 材料性能参数 名称弹性模量泊松比各向同性导热系数 基板 3.5GPa 0.4 300W/(m·℃) 铜带110GPa 0.34 401W/(m·℃) 【要求】在ANSYS Workbench软件平台上，对该铜板及基板模型进行传热分析以及热应力分析。 1.分析系统选择 （1）运行ANSYS Workbench，进入工作界面，首先设置模型单位。在菜单栏中找到Units下拉菜单，依次选择Units>Metric（kg,m,s,℃，A，N,V）命令。 （2）在左侧工具箱【Toolbox】下方“分析系统”【Analysis Systems】中双击“稳态热分析”【Steady-State Thermal】系统，此时在右侧的“项目流程”【Project Schematic】中会出现该分析系统共7个单元格。相关界面如图1所示。
图1 Workbench中设置稳态热分析系统 （3）拖动左侧工具箱中“分析系统”【Analysis Systems】中的“静力分析”【Static Structural】系统进到稳态热分析系统的【Solution】单元格中，为之后热应力分析做准备。完成后的相关界面如图2所示。 图2 热应力分析流程图
8 综合传热
第8章综合传热 前面几章分别讨论了导热、对流和辐射的基本规律及其计算方法。在实际传热过程中往往是两种或三种传热方式在同一时间、同一位置共同起作用，所以必须考虑它们的综合传热效果。例如工件在热处理炉内加热时，加热体和炉墙内壁以辐射和对流方式将热量传给工件表面，然后热量再由工件表面以导热方式传至工件内部，工件的加热效率是三种传热方式综合作用的结果。两种或三种不同性质的传热方式共同作用时，如果其中一种为辐射换热方式，则把这种传热过程称为综合传热。综合传热一般分为两类：一类是辐射换热与导热联合作用，多发生在多孔材料或是半透明介质中；另一类是辐射换热与对流换热联合作用，如物体表面与气体和周围环境之间的传热，常常就是辐射换热和对流换热共同作用的过程。 8.1 辐射和导热综合传热分析 下面举一个实际例题来说明辐射—导热综合传热。 例8.1 为了测定锅炉炉膛中水冷壁管所吸收的火焰辐射的热流通量，在相邻两根水冷壁管之间焊接一块薄壁金属过桥，厚度为s。并在其中心及两侧安置三对热电偶，两侧热电偶距中心位置处距离为l，如图8.1所示。确定过桥壁温差与其所吸收的辐射热通量之间的关系。 图8.1 测试辐射热通量的方法 解：若想确定壁温与辐射热通量之间的关系，需做如下假设： （1）过桥的导热系数为常数；（2）过桥的背火面与炉墙之间的辐射传热忽略不计；（3）在所测定的局部区域火焰对过桥表面的辐射热流是均匀的；（4）过桥表面温度远低于火焰温度；（5）过桥表面与烟气的对流传热忽略不计；（6）烟气以辐射换热方式将热量传给过桥表面，过桥表面吸收后将热量以导热方式传给两侧的热电偶。
首先计算过桥表面吸收的烟气辐射热量，把过桥表面看成是位于无限大包壁内的一个很小的面积，则过桥单位面积上所净吸收的辐射热量为： () 44w g w T T q -=σε 根据假设（3）和（4）可知，q 为常量。 取过桥表面中心位置处为坐标原点，则根据假设（6）可知离开过桥中心x 处截面上的导热通量等于这一区段中所吸收的辐射热量，所以得： l T T l x T T x qx s dx dT =====-,,00λ 积分得： C x s q T +=-221λ 利用边界条件0,0T T x ==进行求解，则0T C λ-=，代入上式得： s x T T q 20)(2-=λ 已知l T T l x ==,，则： s l T T q l 2 0)(2-=λ 可见两测点之间的温差正比于该测点间距离的平方。这就是测定炉膛辐射热流密度简易方法的原理分析。对这种测试元件采用黑体炉进行标定，结果证明这种测试方法是可行的。 8.2 辐射和对流综合传热特点 在强迫对流情况下，如温度较高，辐射将起重要作用，例如大型加热炉炉膛，锅炉炉膛和高温烟气换热器等；在温度较低时，辐射的作用一般忽略不计。但是对于自然对流，即使是中等温度甚至较低温度时，辐射的作用也不能忽略。例如铸件在厂房内的自然冷却就是在自然对流情况下辐射对流综合传热，包含了铸件表面与周围环境的辐射换热和铸件表面与空气间的对流换热。 单位时间内铸件表面的总热流应为辐射换热的热流量和对流换热的热流量之和，即： c r Q Q Q += (8-1)
对流传热实验实验报告
实验三 对流传热实验 一、实验目的 1.掌握套管对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解，应用线性回归法，确定关联式4.0Pr Re m A Nu =中常数A 、m 的值； 2.掌握对流传热系数i α随雷诺准数的变化规律； 3．掌握列管传热系数Ko 的测定方法。 二、实验原理 ㈠ 套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 ⒈ 对流传热系数i α的测定 在该传热实验中，冷水走内管，热水走外管。 对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定 i i i S t Q ??= α （1） 式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2?℃)； Q i —管内传热速率，W ； S i —管内换热面积，m 2； t ?—内壁面与流体间的温差，℃。 t ?由下式确定： 2 2 1t t T t w +- =? （2） 式中：t 1，t 2 —冷流体的入口、出口温度，℃； T w —壁面平均温度，℃； 因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用t w 来表示。 管内换热面积： i i i L d S π= （3） 式中：d i —内管管内径，m ； L i —传热管测量段的实际长度，m 。
由热量衡算式： )(12t t Cp W Q m m i -= （4） 其中质量流量由下式求得： 3600 m m m V W ρ= （5） 式中：m V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； m Cp —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； m ρ—冷流体的密度，kg /m 3。 m Cp 和m ρ可根据定性温度t m 查得，2 2 1t t t m +=为冷流体进出口平均温度。t 1，t 2， T w ， m V 可采取一定的测量手段得到。 ⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定 流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为 n m A Nu Pr Re =. （6） 其中： i i i d Nu λα= ， m m i m d u μρ=Re ， m m m Cp λμ=Pr 物性数据m λ、m Cp 、m ρ、m μ可根据定性温度t m 查得。经过计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特准数Pr 变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为： 4.0Pr Re m A Nu = （7） 这样通过实验确定不同流量下的Re 与Nu ，然后用线性回归方法确定A 和m 的值。 ㈡ 列管换热器传热系数的测定 管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，
传热综合实验实验修订稿
传热综合实验实验内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
传热综合实验实验数据记录与处理 1.原始数据记录表格 以下计算以次序1作为计算实例： 空气进口密度52310 4.510 1.2916t t ρ--=-?+=10-5*48.4 2 -4.5*10-3 *48.4+1.2916=1.053 kg/m 3； 空气质量流量m s2 =ρV=1.053*46.286/3600=0.0135kg/s ； 空气流速u=4V/(πd 2)=4*46.286/(3.14*0.02*0.02*3600)=40.95 m/s ； 空气定性温度(t 1+t 2)/2=(48.4+82.7)/2=65.55℃；
换热面积22A d l π== 3.14*0.016*1=0.0502m 2； 空气的比热 C p2=1005 J / (kg ℃)； 对数平均温度 ()()1 2211221ln t T t T t T t T t m -----= ?=33.001℃； 总给热系数 ()m p t A t t c m K ?-=1222=0.25933 W/(m 2·℃)； 2.计算结果列表 密度52310 4.510 1.2916t t ρ--=-?+=10-5 *50.252 -4.5*10-3 *50.25+1.2916=1.09kg/m 3 流体粘度6235(210510 1.716910t t μ---=-?+?+?） =6235(210*50.25510*50.25 1.716910----?+?+?） =1.96E-05 Pa ·s ； t=定性温度；
建筑物围护结构传热系数的检测
建筑物围护结构传热系数的检测 一适用围 适用于严寒和寒冷地区设置集中采暖的居住建筑及节能技术措施的节能效果检验。 二引用标准 JGJ 132-2001 《采暖居住建筑节能检验标准》 三仪器设备 建筑热工温度热流巡回检测仪 四检测条件 检测期间室平均温度应保持基本稳定，热流计不得受直射，围护结构被测区域的外表面宜避免雨雪侵袭和直射，检测持续时间不应少于96h。 五建筑物围护结构主体部位的传热系数应符合设计要求。 六试验步骤 1 测点位置的确定 测量主体部位的传热系数时，测点位置不应靠近热桥，裂缝和有空气渗漏的部位，不应受加热、制冷装置和风扇的直接影响。
2 热流计和温度传感器的安装 ① 热流计应直接安装在被测围护结构的表面上，且应与表面完 全接触。 ② 温度传感器应在被测围护结构两侧表面安装。表面温度传感 器应靠近热流计安装，外表面温度传感器宜在与热流计相对应的的位置安装。温度传感器连同0.1m 长引线应与被测表面紧密接触，传感器表面的辐射系数应与被测表面基本相同。 3 记录数据 检测期间，应逐时记录热流密度和、外表面温度。可记录多次采 样数据的平均值，采样间隔宜短于传感器最小时间常数的二分之一。 七 数据处理 1 数据分析可采用算术平均法 采用算术平均法进行数据分析时，应按下式计算围护结构的热阻，并符合下列规定。 ∑ ∑ ===n j 1j n 1 j Ej Ij q ) -(R θθ
式中： R——围护结构的热阻（m2·K/W）； θIj——围护结构表面温度的第j次测量值； θEj——围护结构外表面温度的第j次测量值； q j——热流密度的第j次测量值； ①对于轻型围护结构（单位面积比热容小于20KJ/（M2·K）），宜使用夜间采集的数据（日落后1h至日出）计算围护结构的热阻。当经过连续四个夜间测量之后，相邻两测量的计算结果相差不大于5%时，方可结束测量； ②对于重型围护结构（单位面积比热容大于等于20KJ/（m2·K）），应使用全天数据（24h的整数倍）计算围护结构的热阻，且只有在下列条件得到满足时方可结束测量。 a 末次R计算值与24h之前的R计算值相差不大于5%。 b 检测期间第一个INT（2×DT/3）天与最后一个同样长的天数的R 计算值相差不大于5%。 注：DT为检测持续天数，INT表示取整数部分。 2. 围护结构的传热系数计算： 按下式计算： K=1/（Ri+R+Re）
供热系统换热站设计
供热系统换热站设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
换热站设计 2017年 2 月份 目录 一、设计题目 二、小区基本资料 三、换热站设备选型 1.循环泵的选择 2.补水泵的选择 3.换热器的选择 4.除污器的选择 5.水箱的选择 6. 管道保温 一、设计题目 长春市某小区集中供热换热站设计。 二、小区基本资料
1、设计地区气象资料 供暖期室外计算温度：tw=--23℃； 供暖期室外平均温度：tpj=℃； 供暖天数：N=167天。 2、设计参数资料 一次网供回水温度：t1/t2=90/60℃； 二次网供回水温度：tg/th=60/50℃； 供暖期室内计算温度：tn=18℃。 3、设计基本要求 本设计采用间接供热，在小区内设置换热站。供热站内选择两组各两台水—水换热器，单台换热能力占本区热负荷的50%，以便保证一台换热器故障情况下，其余一台换热器能保障基本热负荷的要求，循环水泵、补水泵在高低区各设两台，一用一备，补水泵按循环流量的4%选择。 4、小区基本资料 总建筑面积为150000㎡，总供热面积为150000㎡，均为地面热辐射采暖系统； 其中：
高区建筑面积为50000㎡ 换热站总供热面积为150000㎡ 三、换热站设备选择 （一）循环泵的选择： 1、循环水泵应满足的条件 （1）、循环水泵的总流量应不小于管网的总设计流量，当热水锅炉出口至循环水泵的吸入口有旁通管时，应不计入流经旁通管的流量。 （2）、循环水泵的扬程应不小于流量条件下热源、热力网最不利环路压力损失之和。（3）、循环水泵应具有工作点附近较平缓流量扬程特性曲线，并联运行的水泵型号相同。 （4）、循环水泵承压耐温能力应与热力网的设计参数相适应。 （5）、应尽量减少循环水泵的台数，设置三台以下循环水泵时，应有备用泵，当四台或四台以上水泵并联使用时，可不设备用泵。 2、循环水泵的选择 *F*10-3 1）Q=q f
实验五 传热综合实验
实验五 传热综合实验 一、实验目的 1、通过实验掌握传热膜系数α的测定方法，并分析影响α的因素； 2、掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数C 和指数m 、n 的方法； 3、通过实验提高对α关联式的理解，了解工程上强化传热的措施； 二、基本原理 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变化时对流传热准数关联式一般形式为： Nu = C Re m Pr n Gr p 对强制湍流，Gr 准数可以忽略。 Nu = C Re m Pr n 本实验中，可用图解法和最小二乘法两种方法计算准数关联式中的指数m 、n 和系数C 。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re 和Pr 分别回归。为了便于掌握这类方程的关联方法，可取n = 0.4（实验中流体被加热）。这样就简化成单变量方程。两边取对数，得到直线方程： Re lg lg Pr lg 4.0m C Nu += 在双对数坐标系中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m 。在直线上任取一点的函数值代入方程中得到系数C ，即 m Nu C Re Pr 4.0= 用图解法，根据实验点确定直线位置，有一定的人为性。 而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用计算机对多变量方程进行一次回归，就能同时得到C 、m 、n 。 可以看出对方程的关联，首先要有Nu 、Re 、Pr 的数据组。 雷诺准数 μ ρdu =Re 努塞尔特准数 λ αd Nu 1= 普兰特准数 λ μp C =Pr d —换热器内管内径（m ） α1—空气传热膜系数（W/m 2·℃） ρ—空气密度（kg/m 3） λ—空气的导热系数（W/m ·℃） C p —空气定压比热（J/kg ·℃） 实验中改变空气的流量以改变准数Re 之值。根据定性温度计算对应的Pr 准数值。同时由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值。进而算得Nu 准数值。 因为空气传热膜系数α1远大于蒸汽传热膜系数α2，所以传热管内的对流传热系数α1约等于冷热流体间的总传热系数K 。则有 牛顿冷却定律： Q =α1A Δt m A —传热面积（m 2）（内管内表面积）
传热综合实验实验说课材料
传热综合实验实验
传热综合实验实验数据记录与处理 1.原始数据记录表格 以下计算以次序1作为计算实例： 空气进口密度52310 4.510 1.2916t t ρ--=-?+=10-5*48.4 2 -4.5*10-3 *48.4+1.2916=1.053 kg/m 3； 空气质量流量m s2 =ρV=1.053*46.286/3600=0.0135kg/s ； 空气流速u=4V/(πd 2)=4*46.286/(3.14*0.02*0.02*3600)=40.95 m/s ； 空气定性温度(t 1+t 2)/2=(48.4+82.7)/2=65.55℃； 换热面积22A d l π== 3.14*0.016*1=0.0502m 2； 空气的比热 C p2=1005 J / (kg ?℃)； 对数平均温度 ()()1 2211221ln t T t T t T t T t m -----= ?=33.001℃；
总给热系数 ()m p t A t t c m K ?-= 1222=0.25933 W/(m 2·℃)； 2.计算结果列表 密度52310 4.510 1.2916t t ρ--=-?+=10-5*50.252 -4.5*10-3 *50.25+1.2916=1.09kg/m 3 流体粘度6235(210510 1.716910t t μ---=-?+?+?） =6235(210*50.25510*50.25 1.716910----?+?+?） =1.96E-05 Pa ·s ； t=定性温度； 流体导热系数8252108100.0244t t λ--=-?+?+ =825210*50.25810*50.250.0244---?+?+= 0.0284 W/(m ·℃)； 雷诺准数μ ρ du =Re =0.016*7.19*1.09/1.96E-05=6397.63； 普兰特数 λ μ 2Pr p c = =(1005*1.96E-05)/ 0.0284=0.694； 理论值 α=4.08.0Pr Re 023.0d λ =0.80.40.0284 0.023*6397.630.6940.016 =39.11 W/(m 2·℃)； 努赛尔数λ αd Nu = = 39.11*0.016/0.0284=22.03。
换热器类型和结构
换热器类型和结构 内容 1、换热器的定义 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质，而在容器内有管道穿过。让热水从管道内流过。由于管道内热水和容器内冷热水的温度差，会形成热交换，也就是初中物理的热平衡，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水，换热器又称热交换器。 2、换热器的分类与结构 换热器按用途分类可以分为：冷却器、冷凝器、加热器、换热器、再沸器、蒸气发生器、废热(或余热)锅炉。 按换热方式可以分为：直接接触式换热器（又叫混合式换热器）、蓄热式换热器和间壁式换热器。 下面主要介绍一下按换热方式分类的换热器： 1)直接接触式换热器 直接接触式交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门。常用的混合式换热器有：冷却塔、气体洗涤塔、喷射式换热器和混合式冷凝器。
2)蓄热式换热器 蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备。内装固体填充物，用以贮蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子（有时用金属波形带等）。换热分两个阶段进行。第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来。第二阶段，冷气体通过火格子，接受火格子所储蓄的热量而被加热。这两个阶段交替进行。通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进入一器时，冷气体进入另一器。常用于冶金工业，如炼钢平炉的蓄热室。也用于化学工业，如煤气炉中的空气预热器或燃烧室，人造石油厂中的蓄热式裂化炉。 3)间壁式换热器 此类换热器中，冷热俩流体间用一金属隔开，以便俩种流体不相混合而进行热量传递。在化工生产中冷热流体经常不能直接接触，故而间壁式换热器是最常用的一种换热器。下面主要介绍一下间壁式换热器的分类： a)夹套式换热器 由容器外壁安装夹套制成。（如图所示）