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二級建造師《機電工程管理與實務》知識點

熟悉傳熱學的基礎知識

熱量傳遞的基本方式

熱量傳遞有三種基本方式：

(1)導熱，又稱熱傳導

● 導熱是指物體各部分無相位移或不同物體直接接觸時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運動而進行的熱量傳遞現象

● 導熱系數丸又稱導熱率，是指單位厚度的物體具有單位溫度差時，在它的單位面積上單位時間的導熱量。

(2)熱對流

● 依靠流體的運動，把熱量由一處傳遞到另一處的現象，稱為熱對流。

● 工程上常見的傳熱情況(如管殼式換熱器、蒸汽鍋爐的管束冰箱的冷凝器等)往往不是單純的熱對流，而是流體與固體壁直接接觸時的換熱過程，這時既有熱對流也伴隨有熱傳導，已不再是基本傳熱方式，將其稱為對流換熱(又稱放熱)。

● 對流換熱表面傳熱系數(有時簡稱對流換熱系數)，是指單位面積上，當流體同壁 之間為單位溫差，在單位時間內所能傳遞的熱量，表達了該對流換熱過程的強弱。

(3)熱輻射

● 依靠物體表面對外發射可見和不可見的射線(電磁波)傳遞熱量稱為熱輻射，也稱為輻射換熱。

● 熱輻射傳熱過程并不需要像導熱或熱對流那樣以冷、熱物體的直接接觸傳遞熱量。

(4)傳熱過程

導熱、熱對流和熱輻射三種基本傳熱方式的組合，形成了由溫度差引起的傳熱過程。

增強和削弱傳熱的途徑

所謂增強傳熱，是提高換熱設備單位傳熱面積的傳熱量，即提高傳熱系數,減少傳熱熱阻。而削弱傳熱是指降低傳熱系數、增加傳熱熱阻。

(1)傳熱系數和傳熱熱阻

工程中常遇到熱量從固體壁面一側的高溫流體，通過固體壁傳遞給另一側低溫流體的過程，稱為傳熱過程。如圖1M42所示，假設傳熱過程處于穩態，熱流方向與壁面垂直。傳熱的熱流量基本汁算式：

Q=k(tl―t2)A

才由 6―J《執蔡搟

●傳熱系數k：即單位時間、單位壁面積上，冷熱流體間每單位溫度差可傳遞的熱量。

A值能反映傳熱過程的強弱。

● 傳熱過程的熱阻是冷、熱流體的換熱熱阻及壁的導熱熱阻之和，與傳熱系數互為倒數關系。對于換熱器，傳熱系數k值越大，傳熱熱阻R值越小，傳熱就越好;對于熱力管道的保溫，傳熱系數K值越小，傳熱熱阻及值越大，保溫性能越好。

(2)增強傳熱的主要途徑

● 擴展傳熱面。

● 改變流動狀況。

● 在流體中加入添加劑。

● 改變換熱表面狀況。

小直徑管代替大直徑管，用橢圓管代替圓管提高表面傳熱系數。

● 改變能量傳遞方式

● 靠外力強化換熱：

(3)削弱傳熱的主要途徑

● 在冷熱設備上包裹絕熱材料的保溫措施。

● 將熱設備的外殼制成真空夾層

● 改變表面的輻射特性

● 附加抑制對流的元件例如：

● 在保溫材料的表面或內部添加憎水劑。

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