传热过程和传热系数
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一、传热过程
1、概念
热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程称传热过程。
一般包括串联的三个环节:
① 热流体 → 壁面高温侧;
② 壁面高温侧 → 壁面低温侧;
③ 壁面低温侧 → 冷流体。
稳态过程通过串联环节的热流量相同。
2、传热方程式
针对稳态的传热过程,即 Q=const
如图 1- 4 ,其传热环节有三种情况,则其热流量的表达式如下:
将式(a)、(b)、(c)改写成温差的形式,相加,整理可得:
3、传热系数
是指用来表征传热过程强烈程度的指标。数值上等于冷热流体间温差 1度,传热面积 1平方米时热流量的值。
K 值越大,则传热过程越强,反之,则弱。其大小受较多的因素的影响:
①参与传热过程的两种流体的种类;
②传热过程是否有相变
说明:若流体与壁面间有辐射换热现象,上述计算未考虑之。要计算辐射换热,则:表面传热系数应取复合换热表面传热系数,包含由辐射换热折算出来的表面传热系数在内。
二、传热热阻
传热系数的表达式揭示了传热系数的构成,即它等于组成传热过程诸环节的 、 及 之和的倒数。如果对传热系数表达式取倒数,还可理解得更深刻些。此时
由此可见:传热过程热阻是由各构成环节的热阻组成。
串联热阻叠加原则:在一个串联的热量传递过程中,如果通过各个环节的热流量都相等,则串联热量传递过程的总热阻等于各串联环节热阻之和。