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传热9-10

传热9-10
传热9-10

9-6、试用简捷方法确定本题附图中的角系数X 1,2。

9-14、已知:如图,在垂直于纸面的方向上均为无限长。

求:导出从沟槽表面发出的辐射能中落到沟槽外面的部分所占的百分数的计算公式。

解:对三种情形,在开口处做一假想表面,设表面积为

,而其余沟槽表面为

,则有

,于是有:

(a );

2,121,21

2,1221,22

1

1,21,2(1)1

223/4

0.4244

(2)1

0.5

2(3)20.5/40.125

(4)0.5

X A R X A R X A R

X A R

X X πππ==

=

?===

=

==解:因为因为参考(),具有对称性,=假设在球得顶面有另一块无限大平板存在,由对称性知

=1

A 2

A 11,222,1

A X A X =1,21

X = 2,112

/X A A ∴=()2,1sin 2/2/sin W X W ?

?

=

=

(b )

(c )。

9-21、已知:两个面积相等的黑体被置于一绝热的包壳中。温度分别为与,且相对位置是任意的。

求:画出该辐射换热系统的网络图,并导出绝热包壳表面温度的表达式。

解:如图所示,只考虑两黑体相互可见部分的辐射换热。

则表面1、2、3组成三表面的换热系统。由网络图可知:,

即。

。这样上述平衡式转化为: ,或

,即。

2,12W X H W =

+2,12/sin W

X H W ?=

+1T 2T 3

T ()

()

133211,322,31/1/b b b b E E E E A X A X --=

()()

11,31322,332b b b b A X E E A X E E -=-12

A A = 11,222,1

A X A X =1,22,1

X X ∴=1,21,31

X X -=2,12,31

X X -=1,32,3

X X ∴=11,3122,32

12

311,322,3

2

b b b b b A X E A X E E E E A X A X ++=

=

+4

4

4

12

32

T T T +

=

4

3T

=

9-23、两块平行放置的平板表面发射率均为0.8,温度t 1=5270C 及t 2=270C ,板间远小于板的宽度与高度。试计算:(1)板1的自身辐射;(2)对板1的投入辐射;(3)板1的反射辐射;(4)板1的有效辐射;(5)板2的有效辐射(6)板1、2间的辐射换热量。

9-28、已知:一平板表面接受到的太阳投入辐射为1262W/m 2,该表面对太阳能的吸收比为,自身辐射的发射率为,平板的另一侧绝热,平板的向阳面对环境的散热相当于对-50℃的表面进行辐射换热。(1)=0.5,=0.9;(2)=0.1,=0.15。 求:平板表面处于稳定工况下的温度。

解:稳态时,

。 (1),,,,

,,;

(2),,,,

2

212

122

1112

12

21111112

1112

4

4

8

2121212

4

8

11/7.1761521)6(/5.25342)5(/2.430197.8505.57918)1(1)4(/7.850)8.01(5.2534)1(1)3(/5.25348.0/)7.176155.57918(/)()

1(/7.176151

8.0/2)

300800

(10

67.51

/1/11)2(/5.57918)

273527(1067.58.01)1(m

W q m W G J m W G E J m W G m W q E G G E J q G J m W E E q m

W E E b b b =间的辐射换热量:

,板的有效辐射:板=的有效辐射

板=的反射辐射:

板则由量:首先计算两板间的换热的投入辐射:对板的本身辐射

板解:------===+-+==-?-=-=-=-+==-=--??=

-+-=

=+???==εεεεεεεαεεαεα440100100T T G C αε∞

??

????=-??

? ?????????0.5ε=0.9α=21262W /m G =223K

T ∞=440.912620.5 5.67 2.23100T ????∴?=?-??

???????

4

425.4100T ??

= ???454.1K T ∴=0.1ε=0.15α=21262W/m G =223K

T ∞=

,,。

已知:如图,(1)所有内表面均是500K 的黑体;(2)所有内表面均是=0.6的漫射体,温度均为500K 。

求:从小孔向外辐射的能量。 解:设小孔面积为

,内腔总表面壁为

,则:

(1),

(2),

9-38、已知:(1)两个同心圆筒壁的温度分别为-196℃及30℃,直径分别为10cm 及15cm ,表面发射率均为0.8。(2)在其间同心地置入一遮热罩,直径为12.5cm ,两表面的发射率均为0.05。

求:(1)单位长度圆筒体上的辐射换热量。(2)画出此时辐射换热的网络图,并计算套筒壁间的辐射换热量。

解:(1)单位长度上的换热量为:

44

0.1512620.1 5.67 2.23100T ????∴?=?-??

???????

4

358.6100T ??

= ???435.2K T ∴=ε2

A 1

A 2

2

1

2

21 3.14160.0168.0410m

A r π-==?=?()

()2

2

2

12121

2

2

2

3

2

3.14160.020.040.040.020.016

6.73610m A r d H r r πππ-=++-??=+?+-=??

?

2,11

x =421,23

1

8.0410

0.1194

6.73610

A x A --?=

=

=?()

()()4

4

20121,222,111,2

11/11/1A T T x x σεε-Φ=

+-+-121εε==4

4

1,28.0410

5.675 2.85W

-∴Φ=???=21

ε=10.6

ε=()

4

4

1,28.0410 5.675

2.64W

10.11941/0.61-???∴Φ=

=+

-

(1) 把遮热罩表面称为3,其面向表面1的一侧记为3L ,面向表面2的一侧记为3R ,则

相当的辐射网络图如下图所示。

有遮热罩后,单位长度上的换热量为:

,代入上式得:

仅为原来的4.34%。

9-45、已知:用裸露的热电偶测定圆管气流的温度,热电偶的指示值为=170℃。管壁温度

=90℃,气流对热节点的对流换热系数为=50W/(m 2·K ),热节点表面发射率为=0.6。 求:气流的真实温度及测温误差。 解:

,测温误差:

()()()

()11211224

4

1//1/13.14160.1 5.670.77 3.03

105.54W /m 1/0.810/151/0.81b b l d E E A A πεε-Φ=

+-??=

?-=-+-

12

3

1

2

11

11,333

22,3

22

111112

b b l E E A A x A A x A εεεεεε-Φ=

---+++

+

1

11

10.2

0.7958

0.8 3.14160.1

A εε-=

=??11,311

1

1 3.183

1 3.14160.1

A x A =

=

=??3

33

110.05

48.38

0.05 3.14160.125

A εε--=

=??22,3

33,2

111

2.5465

3.14160.1251

A x A x =

=

=??2

22

1.2

0.5305

0.8 3.14160.15

A εε-0==??475.9

475.9 4.584W /m

0.7958 3.183248.38 2.54650.5305

103.82

l -Φ=

=-

=-++?++1t w

t h ε()()4

4

101f w

h t t T T εσ-=-()4

4

44

0110.6 5.67170 4.43 3.6310010050w f C T T t t h

ε???????

=+

-=+?-??

? ?????????17014.4184.4=+=℃184.4170

1007.8184.4

-?=%%

10-3、一卧式冷凝器采用外径为25mm ,壁厚1.5mm 的黄铜管做成热表面。已知管外冷凝侧的平均传热系数

,管内水侧平均的表面传热系数

。试计算下列两种情况下冷凝器按管子外表面面积计算的总传热系数

(1) 管子内外表面均是洁净的

(2) 管内为海水,流速大于1m/s ,结水垢,平均温度小于500

C ,蒸汽侧有油。

10-9、已知

,试计算下列流动布置

时换热器的对数平均温差: (1) 逆流布置;

(2) 一次交叉,两种流体均不混合; (3) 1-2型壳管式,热流体在壳侧; (4) 2-4型壳管式,热流体在壳侧; (5)

顺流布置。

)

/(70052

0K m W h ?=)

/(30042

K m W h i ?=[]W

K m R W

K m R W

K m d d h W

K m h fo fi i

i

/0002.0/0001.0191/10643.220

254300

11/107543.15700/1/12

2

2

4

02

4

0?=?=??=?=

???==--蒸汽含油污垢系数

海水污垢系数

查得:

-,表由参考文献

解:

K

m W d d R R k k K

m W d d h d d d h k K

m W i fi

f w i

i i

?=?

++=

++=

?=?+?+?=

+

+

=

?--2

00002

4

4

00000/1.130220

250001.00002.09

.220011

11

)2(/9.220010

63.220

25ln

109

2025.010

7453.111ln

211

)1(/109传热系数

管子内外表面结垢后的时的导热系数管子内外表面均是洁净

=黄铜的导热系数λ

λC

t C t C t C t ?="

?='?="?='2001002103002211,,,

10-13、一台1-2型壳管式换热用来冷却11号润滑油。冷却水在管内流动,

,流量为3kg/s ;热油入口温度为600

C ,

。试

计算:

(1) 油的流量;

(2) 所传騠递热量; (3) 所需的传热面积。

[][]C

t C t t t t t R t t t t P C

t t t t t t t t t t t m m r r m r ?=?=??=?=?=--='-"

"-'=

=--=

'-''-"=

?=-=

-=?=-="

-==-='

-"

=2.8985.09.10485

.01591)3(5.9692.09.10492.017919

.0100

2002103005

.0100

300100200)2(9.104)

100/110ln(100110)/ln(10020030011010021012

2

1

121

2211212

1

1=查得

-,图由参考文献

=查得-,图由参考文献

)解:(??[]C

t t t t t t t t t t t C t r r m r m ?=-=

-=

?=-="

-"==-='

-'=?=?=?4.63)

10/200ln(10200)

/ln(10200210200100300)5(8.10197.09.10497

.01691)4(1121211=查得

-,图由参考文献

?C

t C t ?="

?='502022,)

/(3502

K m W k ?=

10-15、已知:在一台1-2型管壳式换热器中,管内冷却水从16℃升高到35℃,管外空气从119℃下降到45℃,空气流量为19.6kg/min ,换热器的总传热系数K=84

求:所需的传热面积式多少。

解:逆流温度差为

℃,,

故查图

9-15,,故对数平均温差

空气平均温差为

℃,

空气的换热量

故需传热面积

10-17、已知:在一逆流式水-水换热器中,管内为热水,进口温度℃出口温度为℃,管外流过冷水,进口温度

℃,出口温度

℃,总换热量,共有53根内径为16mm 、壁厚为1mm 的管子。管壁导热系数

管外流体的表面传热系数,管内流体为一个流程。管子内、外表面都是

洁净的。

[]2

3

2

211212************

12

2212162.2632

.4035010

66.37532.409.08.449

.0159175

.0333.1/1/15.0375.0333.1333

.1205060100375

.020********.44)

50/40ln(5040)

/ln(5050100402060)3(66.375)2050(41743)2(/37.4)

60100(2148)2050(41743/4174,/2148)1(m

t k A C t R PR t t t t R t t t t P C

t t t t t C t t t C

t t t KW t c q s

kg t c t c q q C

kg J c C kg J c m

m r r m r m m m =??=

=

?=??===?==--='-""-'==--='-''

-"=?=-=

-=

??=-="

-'=?=-='

-"==-??=?=Θ=-?-??=

??=

??=??===查得

-,图由参考文献

则分别为查得润滑油及水的比热

解:?)

*/(2

k m w ()()

72

.5129/84ln 2984=-=

?af

m t 184

.016

1191635=--=

p 89

.316

3545119=--=

R 92.0=ψ58

.4792.072.51=?=?m t 82

245

119=+()

k kg J c p */1009=()W

2439110094511960

6.19=?-?=

Φ2

01.684

58.4724391m

A =?=

100,

=t 80,,

=t 20

,

2=t 70

,,

2=t KW 350=Φ()

k m w */40=λ()

k m w h */15000=

求:所需的管子长度。 解:计算管内平均换热系数。

℃,

本题中冷热流体总温差为43.3℃,管外冷流体侧占68﹪,管内侧约占32﹪,

故不必考虑温差的修正。

10-26、已知:有一台液-液换热器,甲、乙两种介质分别在管内、外作强制对流换热。试验测得的传热系数与两种液体流速的变化情况如附图所示。 求:试分析该换热器的主要热阻在哪一侧?

解:主要热阻在介质乙这一侧,因为增加介质甲的流速对传热系数的影响并不大,而增加介质乙的流速则使传热系数明显上升,这说明介质乙对总热阻有举足轻重的影响。 10-27、已知:一台逆流式换热器刚投入工作时在下列参数下运行:

℃,

℃,℃,

℃,

=2500W/K,K=800

.运行一年后发现,在、

、及、保持不变的情形下,冷流体只能被加热到162℃,而热流体的出口温度则高于300℃。

求:此情况下的污垢热阻及热流体的出口温度。 解:不结垢时,

℃,

.

结垢后,。

又℃

()90

801002

1=+=

f t ()()95.1Pr ,*/68.0,*/109.3146

==?=-k m w s m Kg u λs

Kg t

c q c p m p /4159,4208=Φ=

=δ19830

10

9.314016.01416.353

/159.444Re 6

=????=

=

-du

q m

π()

k m w d

h */3273Pr

Re 023.03

.08

.0==λ

()

k m w d d h h k a */965111

1

210

=+

+

=

λ

δ()()

()28.4330/60ln 701002080=---=

?m t ,38.8,

2dL n A m A π==.

80.2m d

n A

L ==

π360

,

1=t 300

,,

1=t 30

,

2=t 200,,

2=t 1

1c q m (

)k

m W ?2

1

1c

q

m 2

2c q m ,

1

t ,

2

t ()2

.210160/270ln 160270=-=?m t ()2

892.02.2108003003602500m t k A m =?-?=?Φ=K

W c q c q m m /4.882170

602500

30

2003003601

122==--=()W t c q m 116471301624.882222=-?==Φδ()4

.31330162833

.21360,833.24

.882255036030162,,

,,

1

,,

1

,

1,

2,,

22

211=--

===

--=

--=t t t t t t c q c q m m

℃,

10-45、已知:120 0C 饱和水蒸气在换热器管子外表面凝结,以加热恋管内的冷水,传

热恋系数k=1800W/(m 2·k )。

求:(1)把流量为每小时2000kg 水从20 0C 加热到80 0C 所需的传热面积:(2)如运行后产生了0.0004 m 2·k/W 的污垢热阻(其计算面积与传热系数相同),这时的出口水温是多少?(进口水温及流量保持不变。)

解:(1)

()

2

.283198

/4.283ln 1984.283=-=

?m t (

)

k

m W k ?=?=

2

*

2.5482

.238892.0116471(

)

k

m W R R k

k

??-?=-

=

∴=-

--2

4

1

,,

1025.1101824800

12

.5481,110

220

222223

2

4

2

208050,4174/(),

2

20008020()4174(8020)139.1,65.48120203600

12080

139.1310

1.18.

180065.48

111(2)

0.00049.5610

1046.51/(1800

m m

s m m l C c s kg K G c l l l K W l C

In

A m k l R k

W m k

k

ρρα

α

φδφ

-+=

==-=-=

??-=?=

=--?===??=÷=+=?= ,2m m in

0.53

),

A 1046.5 1.18N T U 0.53,

(q c)2000/36004174

110.41,

ntu

K k c e

e

α

ρε--?=

=?=-=-= 设=4174J/(kg K),则=

与假定值一致。

查得),/(4174,5.402

612061)20120(41.02020

20

'

'2K kg J c C l C l m ?==+=

=-+=∴ρ

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)

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

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

传热学的发展与应用

传热学大作业 传热学的发展与应用 课程名称: 院系: 班级: 姓名: 学号: 2013-05-04

摘要:简要介绍传热学的重要性与发展,然后从导热、对流和热辐射三方面详细介绍了传热学的建立与发展历程。概述传热学在生活生产中的应用,接着分别从传统工业与高新技术领域两方面介绍传热学的具体应用。 关键词:传热学发展应用 正文 能源是人类存在的基石,也是人类文明的动力。热量是能源利用过程中最主要的物质,传热学则是研究因温度差异引起的热量传递过程的一门学科。由此可见,传热学的发展关系到热量的利用,关系到能源的应用,传热学是人类文明中的伟大创造。 事实上,传热学现象在我们的生活中司空见惯,早在人类文明最开始的时候就学会烧火取暖,燃火做饭,燃煤锻造兵器等等,可见我们智慧非凡的祖先善于利用传热来服务生产生活。但是关于传热问题,从来没有形成具体的理论体系,这是因为没有强有力的推动力的因素。直到工业革命前后的那段时间,传热学的发展才渐渐形成较为完整的理论体系。那是因为工业革命促进传热学研究的发展,反过来传热学的发展有大大推动工业生产的发展,二者相辅相成相互促进。 热量传递有三种方式,包括导热,对流,热辐射。这三种传热方式的理论建立与发展经过了无数科学家的不断努力。传热学的发展是一门跨行业跨专业的基础性交叉学科,它的发展依赖于数学、热力学、流体力学和量子力学以及测量技术的发展。 1798年伦福特钻炮筒大量发热的实验和1799年戴维两块冰块摩擦生热化为水的实验,确认热来源于物体本身内部的运动。1804年毕渥根据实验提出每单位时间通过每单位面积的导热热量正比例于两侧表面温差,反比例于壁厚。傅里叶利用数学工具,提出了求解场微分方程的分离变量法并将解表示成一系列任意函数的概念,发表了著名论著“热的解析理论”,奠定了导热理论的基础。在傅里叶之后,雷曼、卡斯劳、耶格尔和亚科布等学者在于导热理论求解领域做出了巨大的贡献。 流体的不可压缩性,斯托克斯方程及改进方程,雷诺数,紊流层流等流体流动的理论的提出为对流换热奠定了基础。十八世纪末十九世纪初,提出洛仑兹自然对流的理论解,格雷茨和努谢尔特管内换热的理论解及努谢尔特凝结换热理论解。1921年波尔豪森从普朗特的边界层概念中引出热边界层的概念,之后他与施密特及贝克曼合作,成功求解了竖壁附近空气的自然对流换热。湍流计算模型的发展也大大促进了对流换热的发展。普朗特、卡门马丁纳利、麦克亚当、贝尔特和埃克特也为对流换热的发展做了很大的贡献。 1889年卢默等人测得黑体辐射光谱能量分布的实验数据。19世纪末斯蒂芬(J,Stefan)实验提出玻耳兹曼理论论证的四次方定律。之后,维恩、瑞利、金斯先后提出的理论遭遇了“紫外灾难”。1900年普朗克提出能量子假说,确立了普朗克定律正确地揭示了黑体辐射

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

自形成磁性液体热疗的电磁感应热及生物热传递的数值计算

文章编号:1001G9731(2019)01G01210G05 自形成磁性液体热疗的电磁感应热及生物热传递的数值计算? 李一强1,2,杨永明1,2,刘洪宇1,2,张龙隆1,2 (1.湖北民族大学新材料与机电工程学院,湖北恩施445000; 2.湖北民族大学新材料成型及装备技术产学研中心,湖北恩施445000) 摘一要:一建立了肿瘤和正常生物组织的双球模型,采用了赫尔姆兹线圈产生磁性液体热疗的均匀磁场,利用有限元方法计算自形成C o F e2O4磁性液体热疗的电磁感应热及生物热传递,得出肿瘤组织和健康组织的温度均随时间上升后趋于稳定;肿瘤组织中心的稳定温度最高,温度随着与中心的距离增大而不断减小后趋于稳定;在合适参数下,健康组织的温度处于安全温度范围,磁性液体热疗达到了预期效果.肿瘤组织半径越大,温度下降越慢,稳定温度也越高;在肿瘤组织的区域内,温度变化较小,在健康组织范围内,温度下降后趋于稳定.磁性液体体积分数越大,肿瘤组织中心温度越高. 关键词:一自形成;磁性液体;电磁感应热;生物热传递 中图分类号:一T M271;R73文献标识码:A D O I:10.3969/j.i s s n.1001G9731.2019.01.034 0一引一言 肿瘤已经严重威胁人类的健康,每年发病率都在持续上升.肿瘤治疗的方法层出不穷,目前手术二放疗与化疗依然是主要的治疗手段.随着科技的进步,发展绿色二安全二高效的癌症新疗法是大势所趋.1957年G i l c h r i s t等[1]提出的磁感应热疗成为热疗领域的重要关注点,大量研究表明磁性液体是理想的磁感应热疗介质. 磁性液体通常是由纳米级磁性颗粒稳定的悬浮于液体(基液)中形成的胶体体系,既具有固体的磁性,又有液体的流动性[2].L i等提出通过控制铁氧体纳米颗粒M F e2O4(M为F e二C o二M n二Z n等二价金属)在酸性溶液的溶解,M2+和F e3+将吸附在未溶解的纳米颗粒形成带电颗粒,于是可合成磁性液体,这种离子型磁性液体称作自形成磁性液体[3].磁性液体热疗是一种基于纳米材料技术的新型磁感应热疗技术,通过注射方式将磁性液体注入肿瘤,再利用交变磁场下可将磁能转化为热能这一特性,将肿瘤组织温度升高超过41?,并持续一段时间,导致癌细胞死亡.磁性液体热疗技术实现了 细胞内热疗 ,极大地提高了肿瘤热疗的精确性和可控性,具有高度的靶向性二杀伤特异性二安全性好二特征吸收率高二热旁观者效应二还可与其他肿瘤治疗手段联合应用的普适性强等优点,使其具备其它热疗所不具备的特殊优势.因此,磁性液体热疗是目前国内外学者研究的热点之一. 当前国内外学者在磁场发生装置[4]二磁性液体制备及表面活化[5]二生物传热方程[6]等方面取得了丰硕的成果.精确无损地测量和控制磁性液体比热吸收效率的研究是改进磁性液体热疗的趋势.目前,学者们采用了热电偶传感器二温度计二超声等技术测量手段,取得了很好的测量效果[7];为了精确控制磁性液体热疗的温度,温度敏感型磁性液体在磁性液体热疗中也引起了国内外学者的极大兴趣,精确无损性和可控性需要对交变磁场下磁性液体的动力学性能深入研究. R o s e n s w e i g[8]根据磁性液体动力学规律,建立了交变场下磁性液体的能量损耗理论,得出了交变磁场下单位体积的热率随粒径和粘度变化的规律,对理论计算交变磁场下磁性液体的比热吸收率具有重要的指导意义.M a r i n等[9]和H u a n g等[10]理论研究了不同因素下磁性液体等效热容.F a n n i n和P a y e t等[11G12]开展了磁性液体动力学理论工作和在大量的实验研究工作,为磁性液体动力学理论和磁性液体场致发热的应用研究提供了实验指导.国内的学者也在积极开展相关研究工作,刘文中等[6]对磁性液体热疗中电磁感应热和生物热传递过程进行了数值计算,证明了肿瘤组织过热而健康组织没受到影响的结论.自形成磁性液体在磁性液体热疗中研究较少,本课题组[13]也曾对自形成C o F e2O4磁性液体的热效率进行了研究,得出了磁性液体物理参数与热效率的规律. 本文建立了肿瘤和正常生物组织的双球模型,采用了赫尔姆兹线圈产生磁性液体热疗的均匀磁场,将 0121 02019年第1期(50)卷 ?基金项目:湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划基金资助项目(T201712);湖北民族学院博士科研启动基金资助项目(MY2012B006);湖北民族学院院内青年科研基金资助项目(MY2017Q006);湖北民族学院大学生创新创业资助 项目(201810517280,201810517289) 收到初稿日期:2018G03G10收到修改稿日期:2018G06G10通讯作者:李一强,EGm a i l:m a g n e t i c_f l u i d@y a h o o.c o m 作者简介:李一强一(1982-),男,湖北利川人,博士,副教授,主要从事磁性液体理论及应用研究.

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)

建筑围护结构传热系数检测仪 SW-CRY

SW-CRY建筑围护结构传热系数检测仪 SW-CRY建筑围护结构传热系数检测仪 一、产品简介 本系统由精密传感器、电子检测装置、与计算机连接的通信线、配套软件等部分组成,采用进口精密传感单元和优化电路设计系统,从而实现节能参数的精密检测;具有操作极其简单、自动检测、高精度、体积小、携带方便,可与计算机连接通信、对检测数据的后续处理功能强大、可直接生成检测报告等特点;本自动化检测系统的操作极为简单,具有“傻瓜”

型的特点,任何人(不论其文化程度如何)在经过1-2个小时的培训后都可熟练、方便使用,大大简化了操作人员的操作难度和劳动强度;可广泛应用于建筑质量检测部门、建筑物保温材料生产单位的质量检测等场合,其整体性能居国内领先水平; 二、技术指标 ★热流密度测量:通道:2路通道,用于建筑围护结构热流密度测量。 1.测量范围:0—20mV 2.分辨率:0.001mV(即1uV) 3.最大误差:+(0.05%读数+3个字)。 ★温度测量:通道:8路通道,其中3路用于建筑围护结构内表面温度测量;3路用于建筑围护结构外表面温度测量;1路用于室内空气温度测量;1路用于室外空气温度测量。 1.测量范围:-50℃----75℃ 2.分辨率:0.0026℃。 3.最大误差:0.09℃(小于0.1℃)。 ★采用3.6伏高能充电锂电池 ★采样周期:3600秒。 ★记录数据:可连续测量18天 ★数据通信:可与计算机RS-232端口及USB接口通信。 ★软件环境:Windows2000或Windows XP操作系统。 三、基本配置 ★SW-CRY建筑维护结构传热系数检测仪主机1台 ★精密热流传感器2套 ★精密温度传感器8套 ★传热系数检测仪计算分析软件1盘 ★数据传输线1根 ★说明书、保修卡及合格证各1张 ★便携箱2个

热管换热器的结构形式

(三)热管换热器的结构形式 以热管为传热单元的热管换热器是一种新型高效换热器,其结构如图片4-50、图片4-51所示,它是由壳体、热管和隔板组成的。热管作为主要的传热元件,是一种具有高导热性能的传热装置。它是一种真空容器,其基本组成部件为壳体、吸液芯和工作液。将壳体抽真空后充入适量的工作液,密闭壳体便构成一只热管。当热源对其一端供热时,工作液自热源吸收热量而蒸发汽化,携带潜热的蒸汽在压差作用下,高速传输至壳体的另一端,向冷源放出潜热而凝结,冷凝液回至热端,再次沸腾汽化。如此反复循环,热量乃不断从热端传至冷端。 【图片4-50】热管换热器。 【图片4-51】热管示意图。 热管按冷凝液循环方式分为吸液芯热管、重力热管和离心热管三种。吸液芯热管的冷凝液依靠毛细管的作用回到热端,这种热管可以在失重情况下工作;重力热管的冷凝液是依靠重力流回热端,它的传热具有单向性,一般为垂直放置离心热管是靠离心力使冷凝液回到热端,通常用于旋转部件的冷却。 热管按工作液的工作温度分为深冷热管、低温热管、中温热管和高温热管四种。深冷热管在200K以下工作,工作液有氮、氢、氖、氧、甲烷、乙烷等;低温热管在 200~550K 范围内工作,工作液有氟里昂、氨、丙酮、乙醇、水等;中温热管在550~750K范围内

工作,工作液有导热姆 A、水银、铯、水及钾─钠混合液等;高温热管在750K 以上工作,工作液有液态金属钾、钠、锂、银等。 热管的传热特点是热管中的热量传递通过沸腾汽化、蒸汽流动和蒸汽冷凝三步进行,由于沸腾和冷凝的对流传热强度都很大,而蒸汽流动阻力损失又较小,因此热管两端温度差可以很小,即能在很小的温差下传递很大的热流量。因此,它特别适用于低温差传热及某些等温性要求较高的场合。热管换热器具有结构简单、使用寿命长、工作可靠、应用范围广等优点,可用于气─气、气─液和液─液之间的换热过程。

化工生产中传热过程危险性分析(正式)

编订:__________________ 单位:__________________ 时间:__________________ 化工生产中传热过程危险性分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-3588-89 化工生产中传热过程危险性分析(正 式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 传热,即热量的传递,是自然界和工程技术领域中普遍存在的一种现象。无论在化工、能源、宇航、动力、冶金、机械等工业部门,还是在农业、军工等行业中都涉及到许多传热问题。化学工业与传热的关系尤为密切。因为无论生产中的化学过程(化学反应操作),还是物理过程(化工单元操作),几乎都伴有热量的传递。传热在化工生产过程中的应用主要方面为: (1)创造并维持化学反应需要的温度条件化学反应是化工生产的核心,几乎所有的化学反应都要求有一定的温度条件,例如:合成氨的操作温度为470~520°C;氨氧化法制备硝酸过程中氨和氧的反应温度为800'C等。为了达到要求的反应温度,先必须对原料进行加热,而这些反应若是明显的放热反应,

生物传热基础(精编文档).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 生物传热基础 题目:生物组织传热红外热成像的三维温度场重建 作者: 学号:

生物组织传热红外热成像的三维温度场重建 红外热成像技术作为新型的非接触测温方法,具有无损、快捷、方便的特点,并且可以利用计算机技术对生物组织内部温度场进行三维重构。采用基于红外热成像的无损测温方法,获取模拟生物组织的分层仿生体模的红外热辐射温度信息,然后对该信息进行灰度变换和伪彩色处理,生成红外热像图,并在此基础上采用体绘制光线投射算法进行温度场三维重建。 温度场三维重建方法如下文所述: 1.生物组织传热 本文采用Pennes 传热方程,其一般形式为: r m b b b t q q T T c T k T c ++-+?=??)(2ωτ ρ其中 式中ρ、t c 、k 分别为生物组织的密度、比热容和热传导率, τ为加热时间,b ω为加热区域内加热时的血流速率,b c 为血液的 比热容,T b 为血液的温度,q m 为生物组织代谢产热率,q v 为外加热源的生热率。 仿生物组织的假设:1)假定生物组织的热学参数不随温度变化;2)生物组织均匀且各项同性;3)加热前温度分布均匀。Pennes 方程可以简化为 r t q T k T c +?=??2τ ρ 2.红外辐射与温度测量 根据红外辐射的原理,红外光具有很强的温度效应,由红外热像仪被动获得生物组织红外辐射的温度值。同时,由于生物组织的特性,红外热像仪探测到的温度值无法通过显示器直接显示,因而需要先将测量到的温度值根据公式转换为人眼能够感知的灰度值范围(0~255),也可以根据需要进行分段线性灰度转换,

ANSYS传热分析实例汇总

实例1: 某一潜水艇可以简化为一圆筒,它由三层组成,最外面一层为不锈钢,中间为玻纤隔热层,最里面为铝层,筒内为空气,筒外为海水,求内外壁面温度及温度分布。 几何参数: 筒外径30 feet 总壁厚 2 inch 不锈钢层壁厚0、75 inch 玻纤层壁厚 1 inch 铝层壁厚0、25 inch 筒长200 feet 导热系数不锈钢8、27 BTU/hr、ft、o F 玻纤0、028 BTU/hr、ft、o F 铝117、4 BTU/hr、ft、o F 边界条件空气温度70 o F 海水温度44、5 o F 空气对流系数2、5 BTU/hr、ft2、o F 海水对流系数80 BTU/hr、ft2、o F 沿垂直于圆筒轴线作横截面,得到一圆环,取其中1度进行分析,如图示。 以下分别列出log文件与菜单文件。 /, Steady1 /title, Steady-state thermal analysis of submarine /units, BFT Ro=15 !外径(ft) Rss=15-(0、75/12) !不锈钢层内径ft) Rins=15-(1、75/12) !玻璃纤维层内径(ft)

Ral=15-(2/12) !铝层内径(ft) Tair=70 !潜水艇内空气温度 Tsea=44、5 !海水温度 Kss=8、27 !不锈钢的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Kins=0、028 !玻璃纤维的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Kal=117、4 !铝的导热系数(BTU/hr、ft、oF) Hair=2、5 !空气的对流系数(BTU/hr、ft2、oF) Hsea=80 !海水的对流系数(BTU/hr、ft2、oF) /prep7 et,1,plane55 !定义二维热单元 mp,kxx,1,Kss !设定不锈钢的导热系数 mp,kxx,2,Kins !设定玻璃纤维的导热系数 mp,kxx,3,Kal !设定铝的导热系数 pcirc,Ro,Rss,-0、5,0、5 !创建几何模型 pcirc,Rss,Rins,-0、5,0、5 pcirc,Rins,Ral,-0、5,0、5 aglue,all numcmp,area lesize,1,,,16 !设定划分网格密度 lesize,4,,,4 lesize,14,,,5 lesize,16,,,2 eshape,2 !设定为映射网格划分 mat,1 amesh,1 mat,2 amesh,2 mat,3 amesh,3 /SOLU SFL,11,CONV,HAIR,,TAIR !施加空气对流边界 SFL,1,CONV,HSEA,,TSEA !施加海水对流边界 SOLVE /POST1 PLNSOL !输出温度彩色云图

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