传热学 传热学与应用发展

《传热学 传热学与应用发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、传热学与应用发展摘要：热传递现象无时无处不在，它的影响几乎遍及现代所有的工业部门，也渗透到农业、林业等许多技术部门中。传热学虽然从诞生至今不过二百多年的时间，但其应用已非常广泛。随着热量传递理论体系的日趋完善、内容的不断充实，传热学已经成为现代技术科学中充满活力的主要基础学科之一。传热学的普适性不仅表现为在能源动力、石油、冶金、化工、交通、建筑建材、机械、食品、轻工、纺织、医药等传统工业部门中，而且传热学的理论和技术在生产、科学研究等领域也得到了广泛的应用。传热学理论的应用解决了决定这些部门生产过程的热工艺技术，对一些关键技术的解决起了重要的甚至是决定性的作用。

2、关键词：传热，热采技术，传热技术，应用，发展一、什么是传热热和冷是人们熟知的一对矛盾过程，凡是有温度差存在的地方，就有热量自发地从温度较高的区域或物体传递到温度较低的区域或物体，这样热量（能量）传递的过程成为传热，“传热学”是一门研究由于温度差引起的能量传递过程规律及具体应用的学科，也包括热量传递同时可能出现形式之间转化的更复杂的过程(如：高速气流对固体表面的“气动加热”效应、电机的通电发热等)。热量在温度差作用下从一个物体传递至另外一个物体，或者在同一物体的各个部分之间进行传递的过程称为传热。将传热进行分类的一个基本原则是按照热量传递的不同机理，即热量以何种方

3、式或何种运动形式进行传递。经过大量归纳总结，人们发现按传热的不同机理，可将传热划分成三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒（分子、原子或自由电子）的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。流体中，温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程叫热对流。流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动称为自然对流；而由于机械（泵或风机等）的作用或其它压差而引起的相对运动称为强迫对流（或受迫对流）。物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射。物体会因各种原因发出辐射能。由

4、于热的原因，物体的内能转化成电磁波的能量而进行的辐射过程称为热辐射【1】。实际传热过程一般都不是单一的传热方式，如火焰对炉壁的传热，就是辐射、对流和传导的综合，而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便，人们在传热研究中把三种传热方式分解开来，然后再加以综合。热科学的工程领域包括热力学和传热学.传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析，因后裔只讨论在平衡状态下的系统．这些附加的定律是以三种基本的传热方式为基础的，即导热、对流和辐射。传热学是研究不同温度的物体，或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象，而

5、且广泛存在于工程技术领域。例如，提高锅炉的蒸汽产量，防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等，都是典型的传热问题【2】。 在化学和石油化学工业领域内，使用着大量各式各样的传热和传质设备。从一定意义上说，该领域是换热设备门类最齐全、形式最多的一个行业。许多化工工艺流程中都包含各种加热器和冷却塔，还有一些化学反应本身就是生热或吸热过程。在稠油的“热采”，原油的炼制和油品的远距离输送以及化纤、化肥的生产工艺中，传热都是非常关键的因素。因为油自身物理性质的关系，它的对流换热表面传热系数往往比较低，所以强化油侧的

6、对流换热具有非常大的经济效益。化工传热过程往往具有如下一些基本特点：(1)参与换热的介质成分多而复杂，一般都在三四种以上；(2)常常与传质过程结合在一起；(3)经常涉及多相流(汽液、气固、液固，甚至汽液固三相)和非牛顿流体。热力采油技术主要用于稠油油藏的开发。热力采油的主要方法是向油层注入高温蒸汽，此外还有热水驱、火烧油层等。注蒸汽开采稠油有两种方法。第一种方法是蒸汽吞吐，先向生产井注入一定量的蒸汽，然后关井数日，焖井后开井排液生产。第二种是蒸汽驱，它与水驱类似，只不过驱替流体是蒸汽，其采收率较高【3】。热传递现象无时无处不在，它的影响几乎遍及现代所有的工业部门

7、，也渗透到农业、林业等许多技术部门中。可以说除了极个别的情况以外，很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域，像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识，而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果，并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上，传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素【4】。热力设备、热机

8、及其组成的热力系统是热能