哈工大-供热工程-第三章

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哈工大工程热力学教案

哈工大工程热力学教案

绪论(2学时)一、基本知识点基本要求理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法·理解热能利用的两种主要方式及其特点·了解常用的热能动力转换装置的工作过程1.什么是工程热力学从工程技术观点出发,研究物质的热力学性质,热能转换为机械能的规律和方法,以及有效、合理地利用热能的途径。

电能一一机械能锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一(直接利用) 供热锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一汽轮机一一 (间接利用)发电冰箱一一-(耗能) 制冷2.能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题3. 热能及其利用(1).热能:能量的一种形式(2).来源:一次能源:以自然形式存在,可利用的能源。

如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。

二次能源:由一次能源转换而来的能源,如机械能、机械能等。

(3).利用形式:直接利用:将热能利用来直接加热物体。

如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大)间接利用:各种热能动力装置,将热能转换成机械能或者再转换成电能,4..热能动力转换装置的工作过程5.热能利用的方向性及能量的两种属性过程的方向性:如:由高温传向低温能量属性:数量属性、,质量属性 (即做功能力)注意:数量守衡、质量不守衡提高热能利用率:能源消耗量与国民生产总值成正比。

6.本课程的研究对象及主要内容研究对象:与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。

研究内容:(1).研究能量转换的客观规律,即热力学第一与第二定律。

(2).研究工质的基本热力性质。

(3).研究各种热工设备中的工作过程。

(4).研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。

7..热力学的研究方法与主要特点(1)宏观方法:唯现象、总结规律,称经典热力学。

优点:简单、明确、可靠、普遍。

缺点:不能解决热现象的本质。

(2)微观方法:从物质的微观结构与微观运动出发,统计的方法总结规律,称统计热力学。

优点:可解决热现象的本质。

缺点:复杂,不直观。

(完整版)哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

(完整版)哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

(完整版)哈⼯⼤⼯程热⼒学习题答案——杨⽟顺版第⼆章热⼒学第⼀定律思考题1. 热量和热⼒学能有什么区别?有什么联系?答:热量和热⼒学能是有明显区别的两个概念:热量指的是热⼒系通过界⾯与外界进⾏的热能交换量,是与热⼒过程有关的过程量。

热⼒系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的;⽽热⼒学能指的是热⼒系内部⼤量微观粒⼦本⾝所具有的能量的总合,是与热⼒过程⽆关⽽与热⼒系所处的热⼒状态有关的状态量。

简⾔之,热量是热能的传输量,热⼒学能是能量?的储存量。

⼆者的联系可由热⼒学第⼀定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出;热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热⼒学能的变化。

2. 如果将能量⽅程写为d d q u p v δ=+或d d q h v p δ=-那么它们的适⽤范围如何?答:⼆式均适⽤于任意⼯质组成的闭⼝系所进⾏的⽆摩擦的内部平衡过程。

因为 u h pv =-,()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭⼝系将 du 代⼊第⼀式得q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。

3. 能量⽅程δq u p v =+d d (变⼤)与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变⼤)很相像,为什么热量 q 不是状态参数,⽽焓 h 是状态参数?答:尽管能量⽅程 q du pdv δ=+与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变⼤)似乎相象,但两者的数学本质不同,前者不是全微分的形式,⽽后者是全微分的形式。

是否状态参数的数学检验就是,看该参数的循环积分是否为零。

对焓的微分式来说,其循环积分:()dh du d pv =+蜒? 因为0du =??,()0d pv =??所以0dh =??,因此焓是状态参数。

⽽对于能量⽅程来说,其循环积分:q du pdv δ=+蜒?虽然: 0du =?? 但是: 0pdv ≠?? 所以: 0q δ≠?? 因此热量q 不是状态参数。

哈工大供热工程 高层采暖与分户计量

哈工大供热工程 高层采暖与分户计量

2019/3/2
第三章 全水系统
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At B at b a(t t ) b 或Q k M m R a
3.4.1 分区式高层建筑热水采暖系统
该系统简单,省去了设置换热站的费 用。但建筑物高区要有放置水箱的地方, 建筑结构要承受其荷载。水箱为开敞式, 系统容易掺气,增加氧腐蚀。
分户采暖热水供暖系统
高层建筑热水供暖系统的特点: ◑热负荷计算时冷风渗透耗热量Q’2中的L值不同 普通建筑只考虑风压,而高层建筑是考虑风压和热压 的综合作用 ◑连接方式不同。由水静压力和垂直失调两因素决定

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第三章 全水系统
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At B at b a(t t ) b 或Q k M m R a
第 at b a(t t ) b 或Q k M m R a
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在高区设两个水箱,用泵1将供水注入供水箱3,依靠供水 箱3与回水箱2之间的水位高差(图(a)中的 h)或利用系统最 高点的压力(图(b)),作为高区采暖的循环动力。系统停止 运行时,利用水泵出口逆止阀使高区与外网供水管不相通,高区 高静水压力传递不到底层散热器及外网的其它用户。
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第三章 全水系统
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At B at b a(t t ) b 或Q k M m R a
3.4.2.1 双线式采暖系统
双线式采暖系统只能减轻系统失 调,不能解决系统下部散热器超压的 问题。分为垂直双线和水平双线系统 (图3—19)。
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第三章 全水系统
2019/3/2
第三章 全水系统
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At B at b a(t t ) b 或Q k M m R a

哈工大供热工程采暖2-1

哈工大供热工程采暖2-1
钢制散热器有柱型、板式、扁管式、串片 等。
2020/1/23
第三章 全水系统
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(2)钢制散热器
钢制柱式散热器见图3—2 (a)。其构造与铸铁柱型散热器 相似。但所用材质和制造工艺不
同。钢制柱式散热器制造时由单
片用气体氩弧焊焊成整体。而铸
铁柱式散热器安装时由人工用散 热器对丝连接成组。
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末端装置
自然对流 强迫对流
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第三章 全水系统
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末端装置
自然对流的系统
空气靠在密度差产 生的重力压头驱动下流 过末端装置与水进行热 交换,并引导空气在室 内循环
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第三章 全水系统
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末端装置
强迫对流的系统 空气靠风机的机械
动力流过末端装置与水 进行热交换,并导致空 气在室内循环
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第三章 全水系统
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散热器性能评价指标
经济指标
散热器单位散热量的成本 (元/W)及金属耗量越低,其经 济指标越好。安装费用越低、使 用寿命越长,其经济性越好。
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第三章 全水系统
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散热器性能评价指标
安装使用和工艺方面的要求
散热器应具有一定的机械强度和承压能力。 安装组对简单。应便于安装和组合成所需的散 热面积。尺寸应较小,少占用房间面积和空间。 安装和使用过程不易破损。制造工艺简单、适 于批量生产。
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第三章 全水系统
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散热器性能评价指标
热工性能
同样材质散热器的传热系数数值越高,其 热工性能越好。可采用增加外壁散热面积(加 肋片)、提高散热器周围空气流动速度(如串 片散热器加罩)、强化散热器外表面辐射强度 (如外表面饰以辐射系数高的涂料)和减少散 热器各部件间(如钢制串片散热器的钢管与串 片)的接触热阻等措施改善散热器的热工性能。

哈工大供热工程课程设计室内采暖系统说明书

哈工大供热工程课程设计室内采暖系统说明书

哈尔滨工业大学课程设计任务书哈尔滨工业大学课程设计说明书(论文)目录一、设计题目 (1)二、原始资料 (1)三、热负荷计算 (1)1. 有关的气象资料 (1)2. 计算热负荷 (2)3. 建筑物供暖热指标计算 (3)四、系统布置及散热器选择 (6)五、水力计算 (7)六、选择系统的附属设备和器具 (8)七、附表及附图 (9)围护结构耗热量计算表 (10)散热器计算表 (11)系统简图 (12)水力计算表 (13)管路压力平衡分析图 (14)八、参考书目及资料 (15)-4-室内采暖系统课程设计说明书一、设计题目 牡丹江某7层住宅建筑采暖课程设计 二、原始资料1.建筑物修建地区:牡丹江2.公建资料:建筑物平面图(见附图一) 其他资料: 热源:独立锅炉房; 资用压头:60000Pa 设计供回水温度:95/70℃; 建筑周围环境:室内,无遮挡。

三、热负荷计算1. 有关的气象资料(1) 大气压力:992.2hPa(2) 室外计算(干球)温度:-22.4℃(3) 冬季主导风向及其频率:C WSW 18 14 (4) 冬季主导风向的平均风速:2.3m/s (5) 冬季室外平均风速:2.2m/s (6) 最大冻土深度:191cm (7) 冬季日照率:56%2. 热负荷计算(1) 围护结构基本耗热量计算房间编号说明:房间编号由三个数字和一个字母组成。

例如房间A101,字母A 表示该房间属于A 单元,(此建筑总分为七层,四个单元)字母A 后的数字1表示该房间所属楼层为一楼,01则是该房间的编号。

以此类推,需要特殊说明的是房间编号还有类如A104-1形式的,表示A104内的小房间。

围护结构基本耗热量基本公式:321Q Q Q Q ++= )('w n t t KF Q -=α (a) 室内计算温度n t-5-卧室、起居室:18℃ 厨房:18℃ 卫生间:18℃ 楼梯间:14℃ 门厅,走廊:18℃(b) 供暖室外计算温度wt ':-22.4℃ (c) 温差修正系数α值:卧室等房间与楼梯间温差5≤∆t ℃ 由参【2】附录1-2根据维护结构特征选区所有的α值都等于1 (d) 围护结构的传热系数K 值墙的传热系数:选用外墙厚为490mm 的空心砖墙,内抹灰,墙体热阻为1.018⋅2m ℃/W ,传热系数K=0.98W/⋅2m ℃,热惰性指标D ∑=6.33>6,围护结构I 型冬季围护结构室外计算温度4.22,-==w e w t t ℃,校核外墙围护结构传热热阻是否满足最小热阻的要求:根据公式:()n ye w n R t t t R ∆-=,min .0α,解得774.0m i n ,0=R ,则0R >min ,0R ,符合要求。

哈工大供热工程-第三章3PPT课件

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18.07.2020
第三章 全水系统
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k a tb a ( tm tR ) b 或 Q A tB
3.2.3.1 风机盘管的构造、分类和特点
立柱式机组外形像立柜,高度在1800mm左 右,有的机组长宽比接近正方形,有的机组是 长宽比约为2:1~3:1的长方形。除壁挂式和 卡式机组之外,其它各种机组都有明装和暗装 两种机型。明装机组都有美观的外壳,自带进 风口和出风口,在房间内明露安装。暗装机组 的外壳一般用镀锌钢板制作,有的机组风机裸 露,安装时将机组设置于天棚上、窗台下或隔 墙内
第三章 全水系统
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k a tb a ( tm tR ) b 或 Q A tB
3.2.3.1 风机盘管的构造、分类和特点
图3—9中1为前向多翼离心风机或贯流风机,每一 台机组的风机可为单台、两台或多台。2为单相电容式 低噪声调速电动机。可改变电机的输入电压,变换电机 转速,使提供的风量按高、中、低三档调节。盘管3一 般是用2~3排带铝合金翅片的铜管制成的换热器,其冷 冻水或热水进、出口与水系统的冷、热水管路相连。为 了阻留灰尘和纤维物、保护风机和电机、减轻污垢对盘 管换热效果的影响和减少房间空气中的污染物,在风机 盘管(除卧式暗装机组外)的空气进口处有便于清洗、 更换的过滤器5。为了减低噪声,箱体9的内壁附有吸声 材料8。
18.07.2020
第三章 全水系统
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k a tb a ( tm tR ) b 或 Q A tB
3.2.3.1 风机盘管的构造、分类和特点
中外合资厂生产的风机盘管 机组的规格通常用英制单位的风 量(ft3/min)来表示,如规格200 (或称002或02型)的风机盘管。 风量200 ft3/min ,即340 m3/h

哈工大-供热工程-第三章(2)

哈工大-供热工程-第三章(2)
图3—23所示的分户水平单、双管系 统兼有上述分户水平单管和双管系统的优 缺点,可用于面积较大的户型以及跃层式 建筑。
06.12.2020
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k M a a tb a ( t m t R ) b 或 Q A tB
3.5.2分户水平双管系统
图3—23 分户水平单、双管系统
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k M a a tb a ( t m t R ) b 或 Q A tB
3.5.1分户水平单管系统
水平单管系统比水平双管系统布置管道方便,节省 管材,水力稳定性好。在调节流量措施不完善时容易产 生失调。应解决好排气问题,如果户型较小,又不拟采 用DN15的管子时,水平管中的流速有可能小于气泡的 浮升速度,可调整管道坡度,采用气水逆向流动,利用 散热器聚气、排气,防止形成气塞。可在散热器上方安 排气阀或利用串联空气管排气(见图3-13)。
06.12.2020
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k M a a tb a ( t m t R ) b 或 Q A tB
3.4.2.3 热水和蒸汽混合式系统
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图3—21特 高建筑热水采 暖系统
1—膨胀水箱; 2—循环水泵; 3—汽—水换热器; 4—水—水换热器
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3.4.2.1 双线式采暖系统
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3.4.2.1 双线式采暖系统

哈尔滨工业大学热传输原理前五章总结

哈尔滨工业大学热传输原理前五章总结

第一章:·流体的定义:工程上将只能抵抗压力而在一定的切应力作用下会产生连续不断变形(即流动)的物质统称为流体。

·流体的压缩性:在压力P 的作用下,流体体积特性能改变。

流体的压缩特性的大小,可由体积压缩系数K 表示。

·流体的热膨胀性:由温度变化引起的流体体积变化的特性,其定义为:·由于在流体流动的过程中条件不同,可能具有两种性质完全不同的流动状态,即:层流、紊流;决定管道里流体流动状态的是一个称之为雷诺数的无量纲数群,用Re 表示:Re 越大,流动状态越趋向于紊流发展。

流体由层流开始向紊流转变的临界Re 数为:Re 临=2100~2300 ·粘度系数表征流体抵抗连续变形的能力。

由 可知, η在数值上表示单位速度梯度下流体产生的粘性切应力,是流体的一个物理参数,决定于流体的物理状态和性质,称为动力粘度系数,在动量传输分析与计算中,常取运动粘度系数 ν: ν = η/ρν单位为[m 2/s], η和ν通常是温度的函数,压力对它们也有一定的影响,在计算中常将动力粘度系数和运动粘度系数取为常数。

这样, 为流动流体的动量密度梯度。

ν可以理解为动量扩散系数。

由此,牛顿粘性定律还有另一层物理意义。

即在动量密度梯度下粘性引起流体的粘性动量通量。

由于 梯度方向是y 方向,所以动量通量方向为y 方向,即流体的动量由上部的高动量向下部低动量传输(动量的粘性扩散)。

·牛顿粘性定律有两层物理意义: ·由于流体粘性,在速度梯度 下产生的粘性切应力,方向为x 方向; ·在动量密度梯度 作用下,产生y 方向的动量传输,传输方向与梯度增加方向相反。

/d v k dp ν=-/t dv v dtβ=Re V D VD ρηγ===惯性力粘性力/(/)yx x dv dy ητ=xyx d FA dy ντη==±()/x d v dy ()x yx d v dy ρτν=-00x n x n x dv dy dv dy dv dy ττητηττη⎧=+⎪⎪⎪⎛⎫⎪⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪⎛⎫⎪=+ ⎪⎪⎝⎭⎩宾汉体 非牛顿流体假塑性流体和涨流性流体 =屈服-假塑性体·处于静力平衡状态的流体,由于无流体的相对运动,此时无论流体是否具有粘性,相对静止的流体都不会产生粘性内摩擦阻力和粘性动量传输。

哈工大-供热工程-第3章 热水供暖系统

哈工大-供热工程-第3章  热水供暖系统
图3.1 重力循环热水供暖 系统工作原理图 一散热器; 一热水锅炉; 1一散热器;2一热水锅炉;3一供水管路 回水管路; 4~回水管路;5一膨胀水箱
2.作用压力分析 作用压力分析
忽略管道散热,认为系统只有一个加热中心和一个 忽略管道散热, 冷却中心 在底部断面两侧作用压力分别为P 在底部断面两侧作用压力分别为 左和P右,依据流体 静力学的原理, 静力学的原理,则有 P左=h1ρɡɡ+h ρɡɡ+h0ρhɡ h P右=h1ρɡɡ+h ρhɡ+h0ρhɡ h ɡ=hɡ(ρ (3∆P= P右-P左= h ρhɡ-h ρɡɡ=hɡ(ρh-ρɡ) Pa (3-1) h 结论:供暖系统作用压头∆P与锅炉和散热器的高差h、 结论:供暖系统作用压头∆ 与锅炉和散热器的高差h 与锅炉和散热器的高差 供回水温度对应的供回水密度ρ 有关。 供回水温度对应的供回水密度ρɡ、ρh有关。 h=1m时 对于95/70 的自然循环热水供暖系统, 95/70℃ 当h=1m时,对于95/70℃的自然循环热水供暖系统, 其作用压头∆ 1 9.81 9.81x(977.81-961.92) 其作用压头∆P=1x9.81 (977.81-961.92)=156Pa
图3-13 分层式热水供暖系统
2.双水箱隔绝式供暖系统 双水箱隔绝式供暖系统
◈上层系统与外网直接连接。当外网供水压
力低于高层建筑静水压力时,在用户供水 管上设加压水泵(如图3-14)。利用进、回 水箱两个水位高差h进行上层系统的水循 环。上层系统利用非满管流的溢流管6与 外网回水连接,溢流管6下部的满管高度 Hh取决于外网回水管的压力。
图3-9 单管跨越式
5.单管下供上回式(单管倒流式) 单管下供上回式(单管倒流式) 单管下供上回式

哈尔滨工业大学《供热工程》chp1

哈尔滨工业大学《供热工程》chp1
பைடு நூலகம்
R0.min
tn tw.e tn tw.e a.Rn a.Rn tn n t y
t y t n n
t y 按教材P409附录1-6选取。
t w.e的确定方法由教材中的表格来确定,其值是根据围护结构
热惰性指标D的取值范围不同而取不同的计算标准,其值按 下式计算:
0.min
tn tw.e tn tw.e a.Rn a.Rn tn n t y
最后得到: R 0.575 m 2 C / W 0. min
R0 > R0. min
满足要求
四.围护结构修正耗热量 1.朝向修正( X ch )
修正结果: 说明:
Q1. j (1 X ch )
1.通过围护结构的传热
2.通过围护结构的传热实情分析
1.内表面吸热 对流 辐射 3.外表面放热 对流 辐射 awf 导热系数 awd 2. 墙体导热
and
anf
对流换热系数 辐射换热系数
3.围护结构传热的理论模型 假定为稳态传热模型
解释:使用保温材料,导热系数 减小时,建造费用就会上
升,而运行费用就会降低,但在一定的使用年限内有一个最 小的费用。
例1-3(P28)
校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻的要求
首先要判断维护结构属于哪种类型 Ⅱ类维护结构: t 0.6t ' 0.4t
w.e w
p . min
最小传热阻计算公式: R
2.供暖系统
供暖系统分为局部供暖系统和集中供暖系统。 (1)局部供暖系统: (2)集中供暖系统:
3.《供热工程》的目的 3.1目的
利用热媒将热能从热源输送到各热用户

哈尔滨工业大学办公综合楼供暖设计说明书3

哈尔滨工业大学办公综合楼供暖设计说明书3

供热工程课程设计说明书题目:哈尔滨工业大学办公教学综合楼供暖设计院系:专业:姓名:学号:指导老师:2011年6月20日目录1、前言2、设计内容2.1建筑物概况2.2 设计参数及要求2.3围护结构传热系数K2.4校核最小传热阻3、供暖热负荷计算3.1房间围护结构传热耗热量计算3.2各房间耗热量计算表4、散热器选型及供暖系统确定4.1散热器的选择4.2散热器的布置4.3散热器安装注意事项4.4散热器片数计算5、管路布置及水力计算设计总结参考文献1前言生产、输配和应用中低品位热能的工程技术,成为供热工程。

供热工程研究的对象和主要内容是以热水和蒸汽作为热媒的建筑物供暖系统和集中供热系统。

生活中常见的是集中供热系统,现已成为现代化城镇的重要基础之一,是城镇公共事业的重要组成部分。

集中供热系统包括热源、热网和热用户三大部分。

集中供热系统的优点主要有:○1提高能源利用率,节约能源;区域锅炉房的大型供热锅炉的热效率一般可达80%-90%。

○2有条件安装高烟囱和空气净化装置,便于消除烟尘,减少大气污染。

○3可以腾出大批分散的小锅炉的占地,用于绿化。

○4减少司炉人员及燃料,降低运行费用,改善环境卫生。

○5易于实现科学管理,提高供热质量。

本次课程设计的目的是为了巩固所学知识,通过对一栋建筑的供暖设计,包括热负荷计算、散热器选型、水力计算、作系统图等等,将自己所学的课本内容应用到实际生活中!经过查询资料、编写说明书、计算校核等过程锻炼自己的应用和分析能力,为以后的工作打下基础!2设计内容2.1建筑物概况本建筑物为哈尔滨工业大学新校区新建的一座五层的综合大楼。

该大楼是集办公室、舞蹈房、微机室、教室、阅览室等为一体的综合性大楼,其中还附属有厕所、配电室、更衣室等。

各层高度均为4m,总高度为20m。

供暖总面积15725m2.2.2 设计参数及要求2.2.1室外气象参数由《采暖通风与空气调节设计规范》可得,哈尔滨地处东经126.37度,北纬45.41度,海拔高度171.7m,冬季大气压力100.15kpa,供暖室外计算干球温=-33℃,冬季室外平均风速3.2m/s,最多风度为-26℃,最低日平均温度为tp.min向为南风和西南风,平均风速为3.5m/s,供暖天数为175天。

哈工大高等传热学对流换热-第3章-5

哈工大高等传热学对流换热-第3章-5

3-5 湍流动量扩散系数与热扩散系数一、问题的提出在湍流时均守恒方程中,由于出现了附加的二阶脉动相关项,使方程不封闭,必须建立附加源项与时均量之间的关系,以使方程封闭。

目前的研究方法可分为两种:统计分析法;半经验半理论法。

1.统计分析法通过统计,考虑各种脉动量的相关性,最终获得脉动量与时均量的关系。

优点:不引入任何假设。

缺点:必须了解大量不同扰动情况的实验数据,目前尚不能直接应用于实际工程问题。

2.半经验半理论方法通过引入一些假设,建立某些未知量之间的关系,来使方程封闭,即通常所说的湍流模型。

优点:目前可直接应用于工程实际问题。

缺点:引入了假设,适用性有限制。

我们学习第二种方法。

在各种湍流模型中,经常要用到两个扩散系数:湍流动量扩散系数、湍流热扩散系数。

这两个系数的引入是因为时均方程中出现了脉动相关项。

在描述湍流对流换热的雷诺时均方程中,出现了雷诺应力与雷诺热流两个脉动相关项。

这两个物理量的含义可认为是:流体微团相对于时均值的随机脉动所引起的动量扩散与热扩散。

我们知道,在湍流对流换热中,由于流体分子的微观热运动所引起的动量扩散与热扩散,表现为流体的粘性和导热性。

其剧烈程度分别用粘性系数(动量扩散系数)和导热系数(热扩散系数)来表示。

若将脉动所引起的动量扩散程度和热扩散程度也类似的用两个扩散系数来表示,便于将湍流与层流问题比较,方程式表达也更方便。

二、湍流动量扩散系数tν1877年,布斯涅斯克(K.J.Boussinesq)仿照牛顿粘性定律的形式,将湍流附加应力与当地的时均速度梯度联系起来,即(3.5.1)其中,时均流场中应变:由此给出湍流动力粘度系数tµ定义:(3.5.2)相应地,(3.5.3)ν相对应。

称为湍流的动量扩散系数或湍流运动粘度,与层流的这样,湍流的总应力可表示为:(3.5.4)三、湍流热扩散系数tα仿照Fourier导热定律的形式,将脉动引起的附加热流与当地的时均温度梯度关联起来,(3.5.5)就定义了湍流导热系数tλ(3.5.6)而(3.5.7)与层流中,分子热运动引起的热扩散率类似,称为湍流热扩散系数。

哈工大工程热力学教案-第3章 热力学第一定律

哈工大工程热力学教案-第3章  热力学第一定律

第3章 热力学第一定律本章基本要求深刻理解热量、储存能、功的概念,深刻理解内能、焓的物理意义 理解膨胀(压缩)功、轴功、技术功、流动功的联系与区别 本章重点熟练应用热力学第一定律解决具体问题热力学第一定律的实质: 能量守恒与转换定律在热力学中的应用 收入-支出=系统储能的变化=+sur sys E E 常数对孤立系统:0=∆isol E 或 0=∆+∆sur sys E E第一类永动机:不消耗任何能量而能连续不断作功的循环发动机。

3.1系统的储存能系统的储存能的构成:内部储存能+外部储存能 一.内能热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量之和,单位质量工质所具有的内能,称为比内能,简称内能。

U=mu内能=分子动能+分子位能分子动能包括:1.分子的移动动能 2。

分子的转动动能. 3.分子内部原子振动动能和位能 分子位能:克服分子间的作用力所形成u=f (T,V) 或u=f (T,P) u=f (P,V)注意: 内能是状态参数. 特别的: 对理想气体u=f (T) 问题思考: 为什么?外储存能:系统工质与外力场的相互作用(如重力位能)及以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量(宏观动能)。

宏观动能:221mc E k =重力位能:mgz E p = 式中 g —重力加速度。

系统总储存能:p k E E U E ++=或mgz mc U E ++=221gz c u e ++=2213.2 系统与外界传递的能量与外界热源,功源,质源之间进行的能量传递 一、热量在温差作用下,系统与外界通过界面传递的能量。

规定:系统吸热热量为正,系统放热热量为负。

单位:kJ kcal l kcal=4.1868kJ特点: 热量是传递过程中能量的一种形式,热量与热力过程有关,或与过程的路径有关. 二、功除温差以外的其它不平衡势差所引起的系统与外界传递的能量.1.膨胀功W :在力差作用下,通过系统容积变化与外界传递的能量。

传热学(哈尔滨工程大学)智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学

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传热学(哈尔滨工程大学)智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学第一章测试1.热量传递过程的动力是温度差。

A:对 B:错答案:对2.物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递称为热辐射。

A:错 B:对答案:错3.热能传递规律是指单位时间内所传递的热量(热能的多少)与物体中相应的温度差之间的关系。

A:错 B:对答案:对4.只要有温差存在,就有热能自发地从高温物体向低温物体传递。

A:对 B:错答案:对5.流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程称为对流传热。

A:对 B:错答案:对6.下面材料中( )的导热系数最小。

A:瓷砖 B:铜 C:硅藻土砖 D:铁答案:硅藻土砖7.下列( )是物性参数。

A:传热系数 B:表面传热系数 C:导热系数答案:导热系数8.关于传热系数 k下述说法中错误的是( )。

A:传热过程中总传热系数k实际是个平均值 B:总传热系数k可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关 C:要提高k值,可增加冷、热流体侧的表面传热系数 D:要提高k值,可增大壁面材料的导热系数或减小壁厚答案:总传热系数k可用来表示传热过程的强弱,与冷、热流体的物性无关9.将保温瓶的双层玻璃中间抽成真空其目的是( )。

A:减少对流换热 B:减少导热与对流换热 C:减少对流与辐射换热 D:减少导热答案:减少导热与对流换热10.常温下,下列物质中( )的导热系数较大。

A:碳钢 B:黄铜 C:不锈钢 D:纯铜答案:纯铜11.表面传热系数的大小取决于( )。

A:流体的导热系数 B:流体的物性 C:流体流速 D:换热表面的形状、大小与布置答案:流体的导热系数;流体的物性;流体流速;换热表面的形状、大小与布置12.热传导的特点有( )。

A:必须有温差 B:只发生在固体中 C:物体直接接触 D:不发生宏观的相对位移答案:必须有温差;物体直接接触;不发生宏观的相对位移13.有关于热对流的说法正确的是( )。

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3.8.2.1采暖系统调节的分类
对单个散热器的重力循环采暖系统 (图3—26),其作用压头等于实际阻力 损失则不失调。这种简单的重力循环系 统如失调,也可有针对性地调节。例如: 降低供水温度减小循环作用压头来降低 供热量、保持室温符合要求。
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3.8.2.1采暖系统调节的分类
由多个散热器、多个基本组合体组 成的系统一旦失调,由于各散热器的供 热工况不同,有的房间偏热;有的房间 偏冷,其初调节要比图3—25的系统复杂 得多。
水力失调是指流量分配偏离设计要 求;
热力失调是指供热(冷)量及室内 温度偏离设计要求。
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3 .8.1热水采暖系统的失调
水力失调是引起热力失调的主要原 因之一。采暖系统一旦投入运行,如同 一层的各房间、上下层的各房间室内温 度都比较一致,其效果是最好的。系统 实际运行往往存在失调,如沿竖向各房 间的室内温度偏离设计工况叫做竖向失 调;如沿水平方向各房间的室内温度偏 离设计工况叫做水平失调。
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3 .8.2.2热水采暖热负荷集中调节 基本公式
调节的实质是在室外温度变化时改 变供热条件,使供热负荷跟踪用户热负 荷。
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3 .8.2.2热水采暖热负荷集中调节 基本公式
如不计管路热损失,根据在稳定条 件下,采暖系统输送的热功率等于散热器 供给房间的热负荷、等于房间的采暖耗 热负荷 的热平衡原理(见图3—37), 在任意室外温度下,可写出下式:
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3 .8.1热水采暖系统的失调
管路末端阻力越大的系统,越不易失 调。
单管系统比双管系统水力稳定性好。 导致采暖系统失调的原因是多方面 的,单管热水采暖系统和双管热水采暖 系统失调的原因也不完全相同。
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3.8.2热水采暖系统的调节
3.8.2.1采暖系统调节的分类
调节不仅影响系统的运行质量,而 且关系到节能(电能和热能)。
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3.8.2.1采暖系统调节的分类
按调节的参数将调节分为:质调节、 量调节、质量流量调节和间歇调节。
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3.8.2.1采暖系统调节的分类
质调节是改变供给热媒的温度; 量调节是改变供给热媒的流量; 质量、流量调节是同时改变热媒的温度和 流量; 间歇调节是改变每日供热的小时数。 热水采暖系统常采用质调节、分阶段改变 流量的质调节和间歇调节。
式(3—45)是采暖热负荷调节的基本公式。
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3 .8.2.2热水采暖热负荷集中调节 基本公式
式(3—45)中有四个未知数:但只 有三个联立方程式,须根据不同的调节 方式补充条件才能求未知数。例如,采 用质调节时改变供水温度,不改变网路 流量,此时变成三个方程式求解三个未 知数
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3 .8.2.2热水采暖热负荷集中调节 基本公式
3 .8 热水采暖系统的失调与调节
由于气象条件(室外温度、风速、 风向、太阳辐射强度等)的变化、用户 用能水平的变化、系统服务对象条件的 变化,采暖系统总是要运行在偏离设计 条件的各种实际工况下。如果不进行调 节,就会导致系统失调。而调节是解决 失调采取的措施。
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3 .8.1热水采暖系统的失调
采暖系统的失调可分为水力失调和 热力失调。
aA(ts
tr 2
tR)1b
(3—36)
Q 3qV (tRto) (3—37)
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3 .8.2.2热水采暖热负荷集中调节 基本公式
在采暖室外计算温度 下,同样可写出如下平衡式:
Q 1' Q '2Q '3
Q '1M 'c(t'st'r)
Q '2 k 'A ( t'm tR ) a ( t'm A tR ) 1 b a ( t's A 2 t'r tR ) 1 b
Q '3q(V tR t‘ o)
(3—38) (3—39) (3—40) (3—41)
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3 .8.2.2热水采暖热负荷集中调节 基本公式
综合上述公式,可得到下式: Q Q Q 1 '1 t tR R t to o (t ts s t tr r 2 2 t tR R )(1 b ) M t ts s t t(r r 3—45)
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3.8.2热水采暖系统的调节
3.8.2.1采暖系统调节的分类
调节的方法有多种。按调节进行的 时间将其分为:初调节和运行调节。
初调节是在系统刚刚投入运行时将 各用户、散热器的流量分配调整到设计 工况。
运行调节是系统运行过程中随外界 因素变化而进行的调节。
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3.8.2.1采暖系统调节的分类
初调节时首先用平衡阀或其它阀门将各 建筑物入口的流量分配到设计流量,然后依次 用各大环路、立管、支管上的阀门调整各部分 的流量。如无自动调节阀,对异程式系统首先 应逐个调小较近用户阀门的开度。然后调小室 内各环路、较近立管的阀门开度,将各剩余压 头消耗在阀门处,以减轻离热源或热力入口近 处的用户和立管偏热,离热源或热力入口远处 的用户和立管偏冷的弊病。
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3 .8.2.2热水采暖热负荷集中调节 基本公式
Q
~Q
~Q
图3—37 热平衡原理图
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3 .8.2.2热水采暖热负荷集中调节 基本公式
Q 1Q 2 Q 3
(3—34)
Q 1M c(tstr) (3—35)
Q 2 k ( t m A tR ) a ( t m A tR ) 系统引起失调的原因也比较多,要达 到良好的运行效果,要多方面配合。为了减轻 失调,可从设计计算上采取措施(采用不等温 降方法)和在系统中增加调节、自控设施。如 在管路上设置性能好的调节阀、在散热器上安 装温控阀自动调节流量控制室温,不仅可解决 系统刚刚投入运行时的失调,还可解决运行过 程中的失调。
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3.8.2.1采暖系统调节的分类
按调节地点将调节分为:集中调节、 局部调节和个体调节。
集中调节是在热源处进行的调节; 局部调节是在热力站或用户入口处 进行的调节; 个体调节是在用热设备处进行的调 节。
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3.8.2.1采暖系统调节的分类
集中调节调控范围大、简便、易于 实现,是最主要的调节方式。由于各用 热设备的用热规律、失调程度不可能完 全相同,因此最佳调节方式应是以集中 调节为主、以局部调节和个体调节为辅, 三者相结合的调节方式。
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