热工计算常用名词解释

热工计算中常用的名词解释

摘抄《热工基础》个人tjhnhl@

一、温度：

温度是用来表示物体冷热程度的物理量，它反映了物体内部大量粒子热运动的剧烈程度和粒子热运动平均动能的大小。

温度的数值标尺称为温标。

国际单位制规定热力学温标，称绝对温标，单位：开尔文（K），符号：T 中文代号： K

生产生活中常用的温标是摄氏温标，它是把标准大气压下的纯水开始结冰的温度（冰点）定为零度，把纯水沸腾时的温度（沸点）定为100度，在0度与100度之间分出100个等份，每一份就是1度。单位：摄氏度，符号：t 代号：℃。

摄氏温标的每 1℃与热力学温标的每 1K相同。

两种温标的关系为：T = t + 273.16

二、热量：

物体吸收和放出热能的多少称为热量。符号：Q 单位：J/s （焦耳/秒）

传热的基本方式

1、传导传热：导热即传导传热，它是依靠物体中微观粒子的热运动而传递热量的。

热流：（q）单位时间内，通过单位面积传递的热量称为热流。单位：W/m2。

传热量：（Q）单位时间内，通过总传热面积（F）传递的热量称为传热量。

则有：Q = qf (W)

导热系数：（λ）材料的导热系数是说明在稳定传热条件下材料导热性能的一个指标。它的数值等于当材料层单位厚度内的温差为1℃时，在1h内同过1m2表面积的热量。

几种气体的导热系数[W/（m.℃）]

注：烟气成份：CO2 - 13% H2O – 11% N2– 76%

水的导热系数

几种有机液体的导热系数 [W/(m.℃)]

几种金属材料的导热系数[W/(m.℃)]

2、对流换热与对流传热：

在流体内部依靠流体质点的宏观位移把热量从高温处传向低温处的过程称为对流传热。

工程上遇到的实际传热问题都是流体与固体壁直接接触时的换热，传热学把流体与固体之间的换热称为对流换热。

对流换热的基本定律——牛顿冷却定律

对流换热的热流与流体和固体壁面的温度差成正比，既

q = α（t W - t f）

Q = α（t W - t f）F

式中 t W —固体壁面的温度℃

t f ——流体的温度℃

F—对流换热面积 m2

α—比例系数，称对流换热系数， W/（m2℃）

对流换热系数α是一个代表对流换热能力的参数，其数值等于单位时间内，流体和壁面间温度相差1 ℃时，每单位面积所传递的热量。

牛顿冷却定律也可以写成： Q = △t ÷（1÷αF）

平均换热系数α的大致数值

相似准数：

尤拉准数 Eu = p /ρω2 Eu准数代表静压头与速度头的比例。在流速变化很大而摩擦阻力

损失较小的流动介质中，它起着决定性作用。

雷诺准数 Re =ρωl/μ = ωl/γ雷诺准数是惯性力与粘性力的比值。

式中 l —代表性尺寸，m （如原管的直径或平板的长或宽）

γ—流体的运动黏度 m2/s

ρ—流体密度 Kg/m3

ω—流体流速 m/s

μ—流体的动力黏度 Pa.s

普特郎准数 Pr = μCp/λ=γ/α普特郎准数中只有流体的物性参数，所以又称为物性准

数，它反映了流体物理性质的影响。

α—导温系数（α=λ/Cpρ）

3、辐射传热：

黑体：能吸收全部热射线的物体（A = 1）成为绝对黑体，简称黑体。

谱郎克辐射定律：单位时间内从物体单位表面上向半球空间所辐射出去的总能量称为物体的全辐射能力，用“E”，单位为 W/ m2

斯蒂芬-波尔茨曼定律（四次方定律）

E o = C O(T/100)4

C O—黑体的辐射系数，数值为5.67[W/（m2.K4）]

在实际工程中，将辐射能力小于黑体的物体称为灰体。实际物体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力的比值称为该物体的黑度。

ε= E/E O

E =εE O = εC O（T/100）4= C（T/100）4

式中ε—回体的黑度，ε= 0 – 1

C —灰体的辐射系数，[W/ m2.K4. ℃] C =εC O

三、流体的密度：（ρKg/ m3）

对于均质流体，单位体积的质量称为流体的密度。

即：ρ= m/v 式中 m ——流体的质量 Kg ；

v ——流体的体积 m3；

ρ——流体的密度 Kg/ m3

对于气体，在一定压力、温度的条件下，可按理想气体状态方程计算。

ρ= Pm/RT 式中 P —气体的绝对压力， Pa

m —气体的摩尔质量， Kg/mol

T —热力学温度， K

R —摩尔气体常数，其值 8.314J/（mol.K）

对于液体混合物，其组成通常用质量百分数表示。若以1Kg混合液体为基准，并假设各组分在混合前后体积不变，则1Kg混合液体的体积等于各组分单独存在的体积之和，既： 1/ρm = ω1/ρ1ω2/ρ2 + …ωn/ρn

式中ω1、ω2、ωn ——分别为液体混合物中各组分的质量百分数；%

ρ1、ρ2、ρn——分别为液体混合物中各组分的密度，Kg/ m3

对于气体混合物，其组成通常用体积百分数表示。以1m3混合气体为基准，则1m3混合气体的质量等于各组分的质量之和，既：

ρm =ρ1φ1 +ρ2φ2 + …ρnφn

四、重度：（γ N/ m3）

对于均质流体，单位体积流体所受的重力称为重力密度，简称重度。

既：γ = G/V 式中： G ——流体所受的重力，N；

V ——流体的体积，m3

γ——流体的重度， N/ m3