传热学论文_参考书《强化对流传热》
强化传热技术(研究生用)
导热及其强化 电子产品散热：导热（+电绝缘）。导热胶粘剂，特别适合
于不规则形状界面。
一、导热及其强化
小结
1）减少导热热阻：使用导热系数较高的材料作 为导热介质。如纯银、纯铜、纯铝等。 2）减少接触热阻：.a. 提高接触表面光洁度或 增加物体间的接触压力，以增加接触面积；b.在 接触面之间充填导热系数较高的气体（如氦气）； c.在接触表面上用电化学方法添加软金属涂层或 加软金属垫片。 3）导热胶粘剂的应用。
二、辐射换热及其强化
固体微粒对辐射换热强化的程度，与微粒在 气流中的载荷比（＝微粒质量流量与气体质 量流量之比）、微粒尺寸及其传热特性、气 流运动状况以及流道几何形状等因素有关。
二、辐射换热及其强化
2.光谱选择性辐射表面：某些光谱选择性辐射 表面能够比较完全地吸收来自高温物体短波长 的辐射能，同时在自身较低温度下（因而辐射 波长较大）保持不高的发射率，所以可获得较 大的净辐射能。
传热的三种方式 传热的三种方式
1. 导热：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 动而产生的热量传递称为导热（或热传导）。 2. 对流：由于流体的宏观运动，使流体各部分 之间发生相对位移、冷热流体相互掺混，从而 引起的热量传递称为对流。 3.热辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式称 为辐射。物体会因各种原因发出辐射能，其中 因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
二、辐射换热及其强化
3利用热辐射特性减少能量损失：多孔体应用。
炉膛中的烟气在加热工件后，温度仍然较高，为了减少能耗，应设法降 低排烟温度。 可用多层丝网叠合组成的多孔体把工件和燃烧器都包围起来。由于丝网 所包围的体积远小于炉膛体积，因此增加了火焰对工件的直接辐射；而 多孔体吸收火焰辐射能后温度较高，也将向工件发射较多的辐射能并反 射火焰的辐射能，工件区域的温度提高更快，工件受热更为均匀。而流 过多孔体后的烟气温度将比原来没有多孔体时明显降低。 加装多孔体后，可以减少高温燃气对炉壁的辐射和对流换热，降低壁面 温度，减少炉膛壁面散热损失。实验表明，单是一层不锈钢丝网即可使 壁面对流换热系数降低25-50%，辐射换热降低20％左右。
如何强化传热技术及一些典型的应用
如何强化传热技术及一些典型的应用论文摘要：本文阐明了强化传热技术的重要性及其发展趋势；包括强化传热的分类、强化传热的途径、强化传热的应用场合等；列举了一些强化传热的典型应用，包括表面增强型蒸发管、采用波纹换热管管内强化传热、采用超声波抗垢强化传热技术、采用螺旋槽管的强化论文摘要：本文阐明了强化传热技术的重要性及其发展趋势；包括强化传热的分类、强化传热的途径、强化传热的应用场合等；列举了一些强化传热的典型应用，包括表面增强型蒸发管、采用波纹换热管管内强化传热、采用超声波抗垢强化传热技术、采用螺旋槽管的强化传热技术、采用小热管的强化传热技术等。
通过分析得出强化传热应注意的一些问题。
论文关键词：强化传热典型应用由于生产和科学技术发展需要强化传热从80年代起就引起了广泛的重视和发展。
表现在设计和制造各类高性能热设备，航空，航天及核聚变等尖端技术，计算机里密集布置电子元件的有效冷却。
正是上述原因促使人们对强化传热进行及为广泛的研究和探讨，从80年代到现在近20多的时间里，世界各国的科学领域里，有关强化传热研究报告举不胜数。
一、强化传热技术的分类（一）导热过程的强化导热是热量传递的三种基本方式之一，它同样也存在着强化问题。
导热是依靠物体中的质量（分子，原子，或自由电子）运动来传递能量。
固体内部不同温度层之间的传热就是一种典型的导热过程，但固体之间接触存在着接触热阻，降低了能量的传递，在高热流场合下，为了尽快导出热量必须设法降低接触热阻，一般可采用以下方法：1、提高接触面之间光洁度或增加物体间的接触压力以增加接触面积2、在接触面之间填充导热系数较高的气体（如氦气）3、在接触面上用电化学方法添加软金属涂层或加软技术垫片（二）辐射换热的强化辐射换热普遍存在于自然界和许多生产过程中，只要物体温度高于绝对零度，它就能依靠电磁波向外发射能量，所以物体之间总是存在着辐射换热，在物之间温度差别不是很大的情况下，辐射换热可以忽略，但在高温设备中辐射却是换热的主要方式。
【2017年整理】传热学论文_参考书《强化对流传热》
对流传热优化——场协同提纲：1）强化传热技术的重要性环境问题→节约能源→强化传热技术2）强化对流传热的途径①提高雷诺数：增加流速，减小通道直径等②提高普朗特数：增加流体比热容或黏性③在速度温度梯度一定时减小夹角，使积分I增大3）场协同的概念对流传热中速度场与热流场的相互配合能使无因次流动当量热源强度提高，从而强化换热4）场协同理论在换热器中的应用将场协同理论应用于换热器，从换热器中换热介质温度场相互配合的整体来考虑，在工程应用方面有重要意义。
一、强化传热技术的重要性进入21世纪的人类正面临能源与环境两大挑战。
我国有13亿多人口，是世界上最大的发展中国家，同时，我国的能源资源短缺，人均能源资源就更加不足，优质能源严重匮乏（我国的人均煤炭可采储量为世界人均水平的54%，人均石油剩余可采储量仅为世界人均水平的8%）。
因此，在未来的经济发展过程中，节能将一直作为我国国民经济可持续发展的基本国策，节能和提高能源使用效率将显得尤为重要。
在能源的利用过程中，80%以上的能源都需要通过传热过程和通过换热器来实现。
可见，发展并采用高效节能的传热强化技术对节能具有十分重要的意义。
因此，从节能的角度考虑，需要在理论指导下研发高效节能的强化传热技术，对生活中最常见的对流传热来说，就是要研发同功耗条件下换热显著强化的新型强化换热理论技术。
12 二、强化对流传热的途径一般来说，要实现强化换热有三方面途径：①提高雷诺数，例如增加流速，缩小通道孔径等，就能使换热增强，这是大家所熟知的；②提高普朗特数，改变流动介质的物理性质，例如增加流体的比热容或黏性，将导致普朗特数的增大，这也是已经清楚的规律；③增加无因次积分值。
无因次积分的物理意义就是在x 处热边界层厚度截面内的无因次热源强度的总和。
可以想象，热源强度越大，换热强度就越高。
这个积分的数值一般与流动、物性因素等有关，也就是说，它是Re 、Pr 的函数，即由于积分的复杂性，我们很难写出积分I 的分析表达式。
强化传热及换热器及传热效率论文
传热部分论文强化传热1强化传热的目的不同的工艺对强化换热的具体要求也不相同,归纳起来,应用强化传热技术可以实现下述目的。
⑴减小设计传热面积,以减小换热器的体积和质量。
⑵提高现有换热器的换热能力。
⑶使换热器能在较低温差下工作。
⑷减小换热器的阻力,以减少换热器的动力消耗。
2强化传热技术的种类提高传热系数的传热技术可分为有功强化传热技术和无功强化传热技术两类。
有功强化传热技术需要应用外部能量来达到强化传热的目的;无功强化传热技术则无需应用外部能量。
3强化传热技术比较有效并有发展前景的强化传热技术主要有:处理表面法、粗糙表面法、扩展表面法、流体旋转法及静电场法等。
每种强化传热技术都有其局限性和适用范围。
4国内应用情况我国强化换热技术的研究起步较晚。
在处理表面技术上,大连理工大学采用磁控溅射离子镀铬的方法处理铜管,使传热系数提高40 %以上。
华南理工大学进行过粗糙表面法试验,得到了优化的几何尺寸。
其中西安交通大学、哈尔滨科技大学、华南理工大学、重庆大学等都有侧重研究,有些成果已工业化。
换热器技术改造哈尔滨气化厂23#工段洗洗的原工艺是:粗煤气———径流洗涤器———液滴分离器———第一换热器技改后的工艺流程为:粗煤气———径流流涤器———液滴分离器———旋风分离器———高效过滤器———第一换热器由于粗煤气中含有焦油,酚水,粉尘在通过么流洗涤器和液滴分离器时并不能把杂质完全洗掉,所以进入第一换热器导致堵。
通过技改,利用离心力和具有强吸附能力的特制高温纤维作为滤料,使粗煤气中的杂质沉降下来,得到截留。
防止第一换热器堵,提高效率,从而达到保护催化剂的作用。
提高传热效率板式换热器是间壁传热式换热器，冷热流体通过换热器板片传热，流体与板片直接接触，传热方式为热传导和对流传热。
提高板式换热器传热效率的关键是提高传热系数和对数平均温差。
1 提高换热器传热系数只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数，减小污垢层热阻，选用热导率高的板片，减小板片的厚度，才能有效提高换热器的传热系数。
强化传热技术
强化传热技术研究进展1概述由于生产和科学技术发展的需要，强化传热技术从上世纪80年代以来获得了广泛的重视和发展。
首先，随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。
世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。
设计和制造各类高性能换热设备是经济地开发和利用能源的最重要手段，这对于动力、冶金、石油、化工、制冷及食品等工业部门有着极为重要的意义。
其次，随着航空、航天及核聚变等高顶尖技术的发展，各种设备的运行时的温度也不断升高为了保证各设备有足够长的工作寿命及在高温下安全运行，必须可靠经济的解决高温设备的冷却问题。
最后，随着计算机的迅速发展，密集布置的大功率电子元件在电子设备中的释能密度日益增加。
电子元件的有效冷却，是电子设备性能和工作寿命的必要保证。
正是基于以上原因促使人们对强化换热进行了极为广泛的研究和探讨，力图从理论上解释各种强化传热技术的机理，从大量的实验资料中总结其规律性，以便在工业上加以推广应用，并发现新的更为经济实用的强化传热技术，因此近40年来在世界各国强化传热技术如雨后春笋般不断涌现出来。
20世纪80年代以来，我国经济发展迅速而能源生产的发展相对要滞后得多。
面对改革开放带来的经济高速发展态势，能源供应难以满足迅速增长的需求，节能成为关系到能否可持续发展的重大问题，近年来我国也在节能领域取得了显著的成绩。
1980年到2000年中国经济年平均增长9.7% 而能源消耗的年增长仅为4.6% 节能降耗年平均达5%。
“九五”期间我国每万元国内生产总值GDP能耗1990年价由1995年的3.97吨标准煤下降到2000年的2.77 吨标准煤累计节约和少用能源达4.1亿吨标准煤；主要耗能产品单位能耗均有不同程度下降。
按“九五”期间直接节能量计算节约的能源价值约660亿元；节约和少用能源相当于减排二氧化硫820万吨二氧化碳计1.8亿吨。
当前中国在能源利用效率、能耗等方面与世界先进国家相比还存在较大差距，能源节约还有很大的潜力。
对流传热过程强化与能耗分析（论文资料）
［收稿日期］２００６－０７－２８［作者简介］顾春雷（１９８０－），男，助教，从事化工教学及科研工作。
传热是化工重要的单元操作之一，传热设备在过程工业中设备投资占很大比例，甚至高达５０％以上，热能的合理高效利用对降低生产成本具有重要意义。
为了强化对流换热，采取了各种方法，可以分为提高流体流速和改变传热通道流体力学特性。
工程上广泛应用带有各种几何结构的流动通道，如波纹通道、百叶窗翅片、切开翅片等。
虽然目前广泛采用的切开翅片如ｏｆｆｓｅｔｓｔｒｉｐ、ｌｏｕｖｅｒｅｄ等比波纹翅片具有更高的换热系数，常被目前各行业中的换热器翅片及管道设计所采用［１，２］。
采取措施在传热强化的同时，能耗增加，所以需要权衡传热效果强化比与能耗增加的利弊。
本文分别考察流体流速对光滑直管换热器和螺旋槽管换热器传热强化效果和能耗影响，对比两种换热管传热强化比和能耗影响，以期得到传热强化效果与能耗变化规律。
１实验部分１．１实验原理不计热损失，单位时间传输的热量等于空气吸收的热量，根据传热速率方程和热量衡算：（１）在蒸汽冷凝加热空气的传热过程中热阻主要集中在空气一侧，总传热系数Ｋ约等于空气对流传热系数α，从而得到空气对流传热系数计算式：得到空气对流传热系数α后根据式（３）分别计算出努赛尔准数Ｎｕ和雷诺准数Ｒｅ。
对空气而言普兰特准数Ｐｒ值为０．７保持不变。
空气被加热时ｎ＝０．４，通过实验数据拟和可以确定出传热准数关系式（４）中的Ｃ和ｍ。
强化比为相同流速下光滑管和螺旋槽管努赛尔准数的比值［３，４］。
１．２实验装置图１空气对流传热系数测定实验装置示意图由图１可知，传热实验装置由两个套管换热器组成，换热管分别为光滑管和螺旋槽管。
换热介质为空气和水蒸气。
空气由风机输出，经涡街流量计送入套管换热器。
空气的进出口温度由铂电阻温度计测定。
空气的表压和压力降由单杯压差计测定。
蒸汽由蒸汽发生器供给，直接进入套管换热器的环隙，不凝气由放空阀排出，冷凝水由疏水器排出。
导热和对流换热过程的强化措施和优化
1 v
U T dy ,从而提高 Nux 。
0
理论意义：为对流换热强化的理论研究指
出了基本思路和方向
理论研究涉及的基本问题
强化目标： 温差一定下，提高总传热量 定义在传热过程整体性能的描述和评判上
强化途径： 改变热量输运过程的局部行为 布置高导热材料、改变导热系数分布、改变 速度场、加装翅片
20~25％ 的提高
自然选择 优于
人工构造
仿生优化的意义
关 键：确定性的、唯一的简单原则: 温度梯度全场均匀化
实 质：高导热材料的自我复制和自我组织过程 数值模拟：自复制和自组织过程的复现 工程技术：自组织成的最优结构的工程实现
仿生优化：从简单到复杂过程
本章小结
1、 理论意义。为导热优化提出了新思想: 从简 单到复杂、自然选择、自组织等。
理论研究：从整体到局部的设计过程
基本问题：考虑约束条件时，如何设计传热过程的局部行 为，以使整体性能达到最优？
导热过程的仿生优化 ☆ 一维问题：热流管，热阻均匀化。 ☆ 二维和三维问题：？
复杂模型的优化问题
1、几何形状复杂的三维导热
如何布置高导热材料？
c
导热区域
2、“体点”问题
点 体 绝热
热源
☆ 导热的反问题 ☆ 无限多的构造形式中寻找最优 ☆ 数学方法？难度太大 ☆ 制定方案法？工作量巨大，未
前言
☆ 概述 ☆ 研究现状 ☆ 本文内容
概述
传热强化：促进和适应高热流 (Bergles)
●动力、石油、冶金、化工、制冷以及食品等传统工业 ●航空、航天及核聚变等尖端科技领域 ●能源、环保、微电子和生物技术等高新科技领域
强化传热的机理和控制方法
强化传热的机理和控制方法随着工业和科技的不断发展，人们对物质传递的需求和控制要求也越来越高。
作为一个物理学的学科，传热研究是人们控制物质传递的一个重要且必不可少的领域。
强化传热的机理和控制方法是当前研究的热点问题，下面将对此进行探讨。
一、传热的机理传热是指物体间由于温度差而自然发生的热量传递现象。
在热力学中，传热是一个非常重要的现象，它反映了物理量之间的变化方式和相互作用。
但在传热过程中，由于物质固有的性质和传热边界条件的不同，传热的机理也会有很大的差异。
现将常见的传热机理归纳如下：1、对流传热对流传热是指流体与物体间的传热现象，它是由于流体的运动而产生的。
一般来说，对流传热分为自然对流和强制对流两种，其中自然对流是由温度差引起的，而强制对流则是由外部强制条件如机械扰动或泵力导致的。
对流传热不仅影响物体的温度分布，而且对物质传递具有重要的影响。
2、辐射传热辐射传热指的是物体之间的辐射交换热量现象，主要是由于物体之间存在温度差和电磁波所引起的。
辐射传热说得直白一些，就是“黑体”之间的传热现象。
该传热机制在许多大气现象中发挥着至关重要的作用，不仅影响着地球气候和大气层物质的传递，而且也是许多高温物质进行传热的重要方式。
3、传导传热传导传热主要是指物体内部热量的传递和扩散现象。
由于物体内部的差异性，它的传热能力也会受到很大的影响。
通常，传导传热机制分为固体内传热和液体内传热两种，其中液体内传热相对固体内传热要更加复杂一些。
以上是三种常见的传热机制，不同的物质传递需要适当地控制传热机制，有必要把握物体内部结构和边界条件，从而能够选取适合的传热方法。
二、强化传热的控制方法强化传热是指通过改变物体的界面结构和代谢方式来增强传热效果的一种方法。
强化传热具有广泛的应用价值，不仅可以用于改善物质传递过程的性能和效率，而且也可以用于提高能源利用效率和降低环境污染。
现将常见的强化传热方法简述如下：1、换热面积增大增加换热面积是一种常见的提高传热效率的方法。
《强化传热》课程教学大纲(本科)
强化传热Enhanced heat transfer课程代码：(02410109)学分:2.0学时：32 (其中：课堂教学学时：32实验学时：。
上机学时：0课程实践学时:0 )先修课程：工程传热学、工程流体力学适用专业：能源与动力学工程教材：(强化传热技术、林宗虎等编著、化学工业出版社、第1版)一、课程性质与课程目标(-)课程性质强化传热是一门涉及强化传热领域前沿技术和展示最新研究进展的概论性课程，是能源与动力工程专业四年制本科的专业选修课。
通过对该课程的学习，学生能够了解强化传热领域的最新科技进展，拓展学术视野，培养学生分析和解决工程实践问题的综合能力。
(二)课程目标课程目标1:拓展学生在强化传热领域的知识面，了解学科前沿成果与进展课程目标2：培养学生具备跟踪强化传热领域最新科技进展的能力和意识课程目标3：培养学生利用理论知识分析和解决工程实践问题的综合能力二、课程内容与教学要求第一章(-)课程内容通过对本章学习，让学生能够了解强化传热在国民经济和社会发展中的重要意义，激发学生对这门课程的学习热情。
理解强化传热的基本概念及分类，掌握强化传热的基本原理及有效途径，让学生对这门课程的学习有初步的了解认识。
（二）教学要求1. 了解强化传热课程的背景及意义；2.理解强化传热的基本概念及分类；3.掌握强化传热的基本原理及有效途径。
（三）重点与难点1.重点：强化传热的基本概念及分类2.难点：强化传热技术的基本原理及有效途径第二章（一）课程内容通过对本章学习，让学生能够了解管内单相流体强制对流换热在国民经济和社会发展中的重要意义，理解管内单相流体强制对流换热的基本概念，掌握管内单相流体强制对流换热的基本原理及有效措施（途径），了解管内单相流体强制对流换热的相关研究进展和学术动态。
（二）教学要求1. 了解管内单相流体强制对流换热的意义；2.理解管内单相流体强制对流换热的概念；3.掌握管内单相流体强制对流换热的原理；4. 了解管内单相流体强制对流换热的研究进展。
传热学中的对流传热与辐射传热
传热学中的对流传热与辐射传热传热学是热工学的重要分支，研究热量如何通过传导、对流和辐射等方式传递。
在这些传热方式中，对流传热和辐射传热有着不可忽视的作用。
对流传热是指热量通过流体的流动来传递的现象。
它是通过流体和固体之间的接触来传递热量。
在自然对流中，传热主要依靠流体的密度差异和重力作用。
当流体受热而密度减小时，就会上升；当流体冷却而密度增大时，就会下降。
这种上升和下降形成了对流传热的循环。
而在强制对流中，外部的力（如风力或泵力）驱动着流体的运动，使之在固体表面形成对流层。
这种强制对流的传热效果比自然对流更强，更为广泛应用。
例如，在冷却设备中使用的风扇就是通过强制对流来改进换热器的传热性能。
通过对流传热，热量可以在流体中快速传递，而不仅仅是通过热的扩散来实现。
因此，在许多工业和日常生活中的换热设备中，对流传热是非常重要的。
与对流传热不同，辐射传热不需要介质的存在，可以在真空中传递热量。
辐射传热是指物体通过发射和吸收电磁波来传递热量的过程。
它是一种电磁波传热的形式，不依赖于输送热量的物质，因此在真空中也能进行。
辐射传热与温度和表面特性有关。
热辐射的能量主要来自于物体的热辐射率和温度。
热辐射率是描述物体发射和吸收辐射能力的指标，它与物体表面的颜色和质地密切相关。
黑色体是一个完美的辐射体，它具有最大的热辐射率，所以能更有效地吸收和发射热辐射。
辐射传热在很多工业应用中也起着重要的作用。
例如，在太阳能系统中，太阳辐射会直接被太阳能电池板所吸收，并转化为可用的能量。
此外，工业炉中的辐射传热也是通过燃烧产生的热辐射来加热材料。
需要注意的是，对流传热和辐射传热往往同时存在于实际的传热过程中。
在多数情况下，对流和辐射传热是同时共存的。
例如，热水器中，在燃烧室内产生的火焰通过辐射传热作用于传热表面，同时通过对流传热使周围的水受热。
综上所述，传热学中的对流传热和辐射传热在我们的日常生活和工业生产中发挥着重要作用。
通过对流传热，热量可以快速传递，提高换热效率；而辐射传热则可以在无介质的情况下进行热量传递，使得整个传热过程更加灵活。
强化传热
强化传热的方法，应用及其新进展系别：航空航天工程学部专业：热能与动力工程班级：14040202学号：2011040402086姓名：摘要：介绍了强化传热基本方法原理新技术、分类方法以及发展过程，总结了近几年出现的强化换热新技术、新方法。
主要包括新型强化换热材料及其工质的应用、各种异型强化换热管的应用，其中以新型强化换热材料及工质的介绍为重点。
这些新型材料和工质包括多孔材料、液态金属和纳米流体。
最后分析了目前我国强化换热技术的实际应用情况。
关键词：强化换热；方法原理；新技术；进展；应用当今世界，由于工业，经济的巨大发展，世界各国普遍面临着能量短缺问题，开发新能源以及如何高效利用现有能源得到了世界各国的普遍关注。
由于换热设备在工业生产中的广泛应用，提高换热器效率，研究强化换热的新技术成为人们日益关注的传热学新课题。
本文将从强化传热的基本方法，技术的发展过程、强化传热新技术以及强化传热技术的实际应用状况几个方面对近几年来强化传热技术的总体进展进行介绍。
1强化传热的基本方法及原理在表面式换热器中, 单位时间内的换热量Q与冷热流体的温度差△t 及传热面积F 成正比, 即Q = KF△t式中, K 为传热系数, 是反映传热强弱的指标。
1. 1增大传热温差增大传热温差的方法有两种。
一是提高热流体的进口温度或降低冷流体的进口温度; 二是通过传热面的布置来提高传热温差。
1.2扩大换热面积扩大换热面积是增加传热量的一种有效途径。
采用扩展表面传热面是提高单位体积内传热面积最常用的方法。
扩展表面传热已有多种形式, 如肋片管、螺纹管、板肋式传热面等。
1. 3 提高传热系数提高传热系数是增加传热量的重要途径, 也是当前强化传热研究工作的重点内容。
在换热器的管子壁厚比较小且没有结垢的情况下, 换热器稳定运行时的传热系数K 可由下式近似计算:1/k=1/α1+δ/λ+1/α2式中: α1 热流体与管子壁面之间的换热系数;α2 冷流体与管子壁面之间的换热系数;δ管壁的厚度;λ管材的导热系数。
(整理)强化传热文献综述
华北电力大学研究生结课作业学年学期：2014—2015第二学期课程名称：强化传热学生姓名：学号：提交时间：2015.3.26强化传热文献综述摘要：研究各种传热过程的强化问题来设计新颖的紧凑式换热器，不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题，同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务，因而研究和开发强化传热技术对于发展国民经济的意义是十分重要的。
本文主要总结了管内强制对流换热和强制对流沸腾换热、管束中强制对流换热、大容器沸腾换热和凝结换热的强化方法。
以及管壳式换热器和管内置扰流元件的强化传热的研究进展。
关键词：强化传热；粗糙表面法；扩展表面法；扰流元件；机械强化法;静电场法引言工质的流动和传热在动力、核能、制冷、化工、石油乃至航空、火箭和航空等工业中是常见的。
这些工业的换热设备中广泛存在着各种传热问题。
以动力工业中的火力发电厂为例，蒸汽锅炉本身就是一个大型复杂换热面。
燃料在炉膛中燃烧生产的热量，需要应用多种传热方式，通过炉膛散热面、对流蒸发受热面、过热器及省煤器加热工质，是工质汽化、过热成为能输往蒸汽轮机的符合要求的过热蒸汽。
此外，在锅炉尾部还装有利用排出烟气加热燃烧所需空气的空气预热器。
在电厂的热力系统中还装有各式给水加热器、蒸汽凝结器、燃油加热器等。
在这些设备中也都存在各种各样的传热问题。
换热器的合理设计、运转和改进对于节省资金、能源、金属和空间而言是十分重要的。
1 强化传热的目的和意义1.1目的减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；提高现有换热器的换热能力；使换热器能在较低温差下工作；减少换热器的阻力，以减少换热器的动力消耗。
1.2意义研究各种传热过程的强化问题来设计新颖的紧凑式换热器，不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题，同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务，因而研究和开发强化传热技术对于发展国民经济的意义是十分重要的。
2换热器中强化传热的途径及分类2.1途径：增加平均传热温差；扩大换热面积；提高传热系数。
对流强化传热途径的探索
对流强化传热途径的探索1 前言上个世纪70 年代初发生的世界性能源危机, 有力地促进了传热强化技术的发展。
为了节能降耗,提高工业生产的经济效益,要求开发适用不同工业过程要求的高效换热器。
湍流换热在化工、石油、动力、轻工等行业中应用非常普遍。
强化传热技术受到重视，成为传热研究的重点，波纹管、螺纹管、槽纹管等各种新型高效换热管不断出现.对其传质及传热性能的研究报道也很多. 强化传热途径有许多，如提高对流给热系数来强化对流传热；选用高导热系统材料，强化传热；增大传热面积强化传热等。
静态混合器的发展始于70年代初，在化工、石油、化纤、油脂、食品和环境保护等领域逐步得到应用，而且在作为化工单元操作的搅拌、萃取、气体吸收、反应、热交换、溶解、分散、粉粒料混合等方面迅速发展．进而使有效利用这种特点的应用机械和应用系统的开发不断地取得可喜的成果。
本课题在不加静态混合器基础上设计出一种四叶片组合静态混合器，对其传热膜系数进行测定，探究加静态混合器强化传热的途径。
2 实验目的（1）掌握传热传热膜系数K 的测定方法；（2）测定强化与非强化传热过程中，传热膜系数准关联式的系数A 和指数m 、n ；（3）通过实验数据分析加静态混合器是否传热得到强化，以及考虑在工程上的可行性。
3 实验原理（1）空气－水蒸气系统的传热速率方程为m t KA Q ∆= ()()12211221ln t T t T t T t T t m -----=∆dl A π=()3600/12t t C V Q P -⋅⋅=ρ式中： Q — 单位时间内的传热量（W ）；A —空气、水蒸气间的传热面积（m 2）； ∆t m —空气与水蒸气间的平均温差（︒C 或K ）； K —传热膜系数（W/m 2·︒C ）； d — 换热器内管的内直径 d=21mm ； l — 换热器长度l =1.25m ； V — 空气流量(m 3/s)；ρ、C p — 分别是空气密度(kg/m 3)和空气比热(J/kg)； t 1 、t 2— 分别是空气进、出换热器的温度(︒C)； T 1、T 2 —分别是水蒸气进、出换热器的温度(︒C)。
换热器的强化传热
换热器的强化传热摘要：所谓换热器传热强化或增强传热是指通过对影响传热的各种因素的分析与计算，采取某些技术措施以提高换热设备的传热量或者在满足原有传热量条件下，使它的体积缩小。
换热器传热强化通常使用的手段包括三类：扩展传热面积（F）；加大传热温差；提高传热系数（K）提高工业生产经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高技能换热设备[1]。
这可利用热源的温度越来越低，换热允许温差将变得更小，当然，对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高[2]。
换热器的开发与研究成为人关注的课题。
大量的强化传热技术应用于工业装置，我国换热器产业在技术水平上获得了快速提升，板式换热器日渐崛起。
与此同时，近几年,我国在大型管壳式换热器、大直径螺纹锁紧环高压换热器、高效节能板壳式换热器、大型板式空气预热器方面也获得了重大突破[3]。
国外在换热器的强化传热研究、强化传热元件开发、新型壳程结构设计中也有了突破性的进展[4]关键词: 换热器; 节能减排; 强化传热；结构；优化；优化设计1 换热器强化传热的方式1.1 扩展传热面积F扩展传热面积是增加传热效果使用最多、最简单的一种方法。
在扩展换热器传热面积的过程中，如果简单的通过单一地扩大设备体积来增加传热面积或增加设备台数来增强传热量，不光需要增加设备投资，设备占地面积大、同时，对传热效果的增强作用也不明显，这种方法现在已经淘汰。
现在使用最多的是通过合理地提高设备单位体积的传热面积来达到增强传热效果的目的，如在换热器上大量使用单位体积传热面积比较大的翅片管、波纹管、板翅传热面等材料，通过这些材料的使用，单台设备的单位体积的传热面积会明显提高，充分达到换热设备高效、紧凑的目的。
1.2 加大传热温差Δt加大换热器传热温差Δt是加强换热器换热效果常用的措施之一。
在换热器使用过程中，提高辐射采暖板管内蒸汽的压力，提高热水采暖的热水温度，冷凝器冷却水用温度较低的深井水代替自来水，空气冷却器中降低冷却水的温度等，都可以直接增加换热器传热温差Δt。
(完整版)《传热学》第7章_相变对流传热
第7章 相变对流传热
3. 管内凝结 管内凝结传热情况与蒸气流速有很大关系:当蒸气流速较低时,凝结
液主要聚集在管子底部,蒸气在管子上半部；当蒸气流速比较高时,形成 环状流动,中间蒸气四周凝结液,随着流动进行,凝结液占据整个截面。
4. 蒸气流速 努塞尔理论分析忽略了流速的影响，只适于流速较低的场合。当蒸
16
第7章 相变对流传热
家用空调的冷凝器中已成功应用了二维和 三维的微肋管。 低肋管凝结传热的表面传热系数比光管提 高2-4倍，锯齿管可以提高一个数量级，微 肋管可以提高2-3倍。 及时排液的技术： 两种加快及时排液的方法： 第一：在凝液下流的过程中分段排泄，有效地控制了液 膜的厚度，管表面的沟槽又可以起到减薄液膜厚度的作 用。主要用于立式冷凝器。 第二：右图中的泄流板可以使布置在该板上不 水平管束上的冷凝液体不会集聚到其下的其它 管束上。主要用于卧式冷凝器。
的潜热改为过热蒸气与饱和液的焓差即可。 6. 液膜过冷度及温度分布的非线性
努塞尔理论分析忽略了液膜过冷度的影响，并假设液膜中的温度呈
线性分布，利用r`代替公式中的潜热r即可兼顾以上两个因素。
r r 0.68cp tr tw
上式也可以表示为：
r r1 0.68 Ja
其中，Ja是雅各布数，定义为
竖壁凝结传热壁面的平均表面传热系数可以表示为：
h hl
xc l
ht
1
xc l
hl，ht分别是层流和湍流层的平均表面传热系数， xc是流态转折点的高度，l为壁面的总高度
整个壁面的平均表面传热系数可以通过以下实验关联式计算：
Nu Ga1/3 58 Prw1/ 2
Prw/ Prs
Re 1/ 4 Re 3/ 4 253
强化换热及其研究进展
1 前言当今世界，由于工业，经济的巨大发展，世界各国普遍面临着能量短缺问题，开发新能源以及如何高效利用现有能源得到了世界各国的普遍关注。
由于换热设备在工业生产中的广泛应用，提高换热器效率，研究强化换热的新技术成为人们日益关注的传热学新课题。
本文将从强化传热技术的发展过程、强化传热新技术以及强化传热技术的实际应用状况几个方面对近几年来强化传热技术的总体进展进行介绍。
[1]2 正文热量传递方式有导热、对流以及辐射三种，因此，强化传热方法的研究也势必从这三个方面来进行。
由于导热和辐射传热的强化受到的限制条件较多，所以对流换热的强化受到重视。
因此，强化换热方法中研究最多，涉及面最广的是对流换热的强化。
强化传热的研究从50 年代中期开始增多，近几十年来发展迅速，并成为传热学中重要的研究方向和组成部分。
[2]2.1 强化传热的意义在现代科学技术的许多领域,如动力、冶金、石油、化工、材料、制冷以及空间、电子、核能等,均涉及到加热、冷却和热量传递的问题。
换热器是不可缺少的工艺设备,而且在金属消耗和投资方面也占有较大的比例。
目前,能源危机越来越突出,开发新能源及余热回收显得特别重要。
而在这些工作中,通常都要求采用有效的强化传热措施,以提高传热量来减小换热器的体积和重量。
可以说,研究各种传热过程的强化问题,设计新颖的紧凑式换热器,不仅是现代工业发展过程中必须解决的课题,同时也是开发新能源和开展节能工作的紧迫任务。
[3]传热学的目的是研究热传播速率的问题,而强化传热研究的主要任务是改善、提高热传播的速率,以达到用最经济的设备来传递规定的热量,或是用最有效的冷却来保护高温部件的安全运行,或是用最高的热效率来实现能源合理利用的目的。
2.2 强化传热的目的和任务不同场合对于强化传热的具体要求各不相同,但归纳起来应用强化传热技术可达到下列任一目的:(1)减小换热器的传热面积,以减小换热体积和重量;(2)提高现有换热器的换热能力;(3)使换热器能在较低温差下工作;(4)减少换热器的阻力,以减少换热器的动力消耗。
强化传热的研究进展
强化传热的研究进展强化传热的研究进展周大亮（能源与动力工程学院 201323060233）论文摘要：本文阐述了强化传热技术的重要性及其发展趋势；包括强化传热的概念、强化传热的分类、强化传热的途径、强化传热的应用场合等；列举了一些强化传热的典型应用。
通过分析得出强化传热应注意的一些问题。
关键词;强化传热、概念、应用、研究进展自20世纪50年代以来，国际传热学界对强化传热技术开展了大量的研究。
据文献【29】的作者、强化传热研究的著名学者贝格列斯对从20世纪20年代至90年代中期公开发表的5676篇技术文献的统计，这一研究呈日益增长的趋势，并且由于世界范围内的能源危机问题，在近期内会一直保持这样的研究势头。
从80年代到现在近20多年的时间里，世界各国的科学领域里，有关强化传热的研究报告举不胜数。
一、强化传热的概念所谓强化传热是指增加传递过程的传热量。
由传热过程方程式或对流传热牛顿冷却公式可见，增加传热面积、增加传热温差以及增加传热系数或对流传热系数都可以增加所传递的热量。
而所谓的强化传热技术则是指在一定的传热面积与温差下，增加传热系数或对流传热系数的技术，这中间包括很多技术含量高的措施，正是国际传热学界的热门课题。
二、强化传热的分类及举例1、有源强化有源强化是采用电场、磁场、光照射、搅拌、喷射等手段来提升换热器的传热效果，是以牺牲外部能量来获得较好的传热性能的强化传热手段1.1EHD强化传热EHD电流体力学强化传热是在液体中施加高压静电场，利用电场、流场和温度场的相互耦合作用，而达到强化传热的一种有源强化方法。
早在1916年，英国学者就发现在流体中施加电场能够强化传热，但此后40多年，该项技术并未受到注意和重视。
近年来，由于余热利用、高效暖通空调系统、海洋和地热能开发中对小温差传热的要求，加上EHD强化传热具有效果显著、功耗低、易于控制表面热流等一系例优点，其研究逐渐受到重视。
1.2超声波抗垢强化传热超声波在液体煤质中传播时会产生机械振动作用、空化作用和热作用。
传热过程的强化与优化
传热过程的强化与优化传热过程是工程中非常重要的一个环节。
通过对传热过程的强化与优化，可以提高能源利用效率，减少能源的消耗，降低生产成本。
本文将从传热的基本原理，传热强化技术以及传热优化方法等方面进行探讨。
一、传热基本原理传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
传热可以是通过传导、对流和辐射等方式进行的。
1. 传导传导是指热量通过物质内部的分子碰撞传递的过程。
传导过程主要取决于物质的导热性能，热传导的速率与温度梯度和物质的导热系数成正比。
2. 对流对流是指热量通过流体与物体的传递过程。
在对流传热中，流体的运动起到了重要的作用。
对流传热可以分为自然对流和强迫对流。
3. 辐射辐射是指热辐射能够穿过介质、空气等进行热传递的过程。
辐射传热是不需要介质或物体之间直接接触的，通过辐射能量的传递来实现热的传递。
二、传热强化技术传热强化技术是指通过各种手段来提高传热过程的传热效率和速率，以达到节能和提高生产效益的目的。
1. 材料选择优化在传热过程中，正确选择合适的导热材料对传热效果至关重要。
热传导系数高、热容量小的材料能够提高传热速率，降低热阻。
在工程实践中，常采用金属导热材料或导热性能较好的非金属材料。
2. 流体流动优化对流传热中，流体的流动状态对传热效果有重要影响。
通过设计合理的流道形状、增强流体的流动，可以有效提高对流传热效果。
例如采用螺旋流道、翅片管等结构，能够增加热传导面积，提高传热效率。
3. 界面传热强化界面传热是指两个不同温度的物体之间的热量交换。
通过采用热传导界面材料、增加表面积等手段，可以有效提高界面传热速率，强化传热过程。
三、传热优化方法除了传热强化技术外，传热过程中的优化方法也能够提高传热效率，减少能源损失。
以下是几种传热优化方法的介绍：1. 设计参数优化在传热设备的设计过程中，优化传热面积、传热系数和温度梯度等参数，可以提高传热效率。
例如，在换热器设计中，通过调整热交换面积和流体流速，能够实现传热过程的优化。
高等传热学管内对流换热的强化
管内对流换热的强化
管内对流换热的强化方法：
1．管内插入物：促进径向流（二次流）破坏边界层。
层流效果好，紊流也有效果。
有纽带，静止混合器等。
2．壁面扰流子，布置在近壁处，近壁处0.05R处的对流换热热阻占总热阻的70％，增加导热量，破坏边界层。
如粗糙管（难做），内翅管，碾压管，螺旋线（效果有限）等，用于紊流。
3．螺纹管，见动力工程93年No.1,2月。
用于空气预热器，管内h增加约100％。
4．喷流，直接冲击，h增加300％，阻力增加很大，用于调整温度，场协同理论。
5．短管，边界层处于形成过程中，h大，
6．螺旋管，弯管效应，二次流作用。
螺旋换热器。
传热学论文(最新进展)
传热学的最新进展通过对传热学这门课程的学习,我了解了一些传热的基本知识和理论。
发现传热学是一门基础学科应用非常广泛,它会解决许许多多的实际问题，在课外的时间查找资料，对传热学这门课程有了新的印象。
传热学是研究由温差引起的热量传递规律的科学。
凡是有温度差的地方，就有热量自发的从高温物体向低温物体，或从物体的高温部分传向低温部分。
热量传递有三种基本方式，即导热、对流和热辐射。
由于自然界和生产技术中几乎到处存在着温度差，所以热量传递就成为自然界和生产技术中的一种非常普遍的现象。
传热学在生产技术领域中的应用十分的广泛，在能源动力，化工制药，材料冶金、机械制造、建筑工程、环境保护等部门存在着大量的热量传递问题，而且还常常起着关键作用。
现代科学技术突飞猛进，传热学的工程应用研究也已跨越传统的能源动力，工艺过程节能的范畴，在材料的制备和加工、航天技术的发展、信息器件的温控、生物技术、医学、环境净化与生态维护、以及农业工程化、军备现代化等不同领域都有所牵涉。
特别是高技术的迅猛发展，正面临着温度场、速度场、浓度场、电磁场、光场、声场、化学势场等各种场相互耦合下的热量传递过程和温度控制，从而使传热学迅速发展为当今技术科学中了解各种热物理现象和创新相应技术的重要基础学科。
现就以下几个方面的传热学最新研究动态作简要的介绍。
一是多孔介质传热传质的研究，多孔介质是指内部含有许多空隙的固体材料。
这些空隙大多数是相互连通的，在这些空隙中可以充有液体或气体或气液两相。
从总体上来看，多孔介质是多相介质共存的一种组合系统。
若从任一相来看，其它相就弥散在其中，故又称多孔介质为弥散介质。
另外，由于空隙的联通性，可使处于多孔介质一端的流体，经空隙渗流到多孔介质的另一端，故又称为渗透性介质。
在许多工程技术应用领域，都要涉及这种带有众多空隙的固体中的热量传递问题，例如土壤和某些建筑材料中的传热问题，它涉及到水文、地质、石油勘探与开采、地热利用、建筑等工程技术问题；在化工生产中也常常温到多孔介质巾的传热传质问题；近代多孔结构已应用于强化沸腾换热、热管、火箭壁面、核反应堆蕊及高温电子器件的冷却或绝热；还须指出的是，它还涉及到生物、食品、医疗等领域。
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对流传热优化——场协同提纲：
1）强化传热技术的重要性
环境问题→节约能源→强化传热技术
2）强化对流传热的途径
①提高雷诺数：增加流速，减小通道直径等
②提高普朗特数：增加流体比热容或黏性
③在速度温度梯度一定时减小夹角，使积分I增大
3）场协同的概念
对流传热中速度场与热流场的相互配合能使无因次流动当量热源强度提高，从而强化换热
4）场协同理论在换热器中的应用
将场协同理论应用于换热器，从换热器中换热介质温度场相互配合的整体来考虑，在工程应用方面有重要意义。
一、强化传热技术的重要性
进入21世纪的人类正面临能源与环境两大挑战。
我国有13亿多人口，是世界上最大的发展中国家，同时，我国的能源资源短缺，人均能源资源就更加不足，优质能源严重匮乏（我国的人均煤炭可采储量为世界人均水平的54%，人均石油剩余可采储量仅为世界人均水平的8%）。
因此，在未来的经济发展过程中，节能将一直作为我国国民经济可持续发展的基本国策，节能和提高能源使用效率将显得尤为重要。
在能源的利用过程中，80%以上的能源都需要通过传热过程和通过换热器来实现。
可见，发展并采用高效节能的传热强化技术对节能具有十分重要的意义。
因此，从节能的角度考虑，需要在理论指导下研发高效节能的强化传热技术，对生活中最常见的对流传热来说，就是要研发同功耗条件下换热显著强化的新型强化换热理论技术。
二、强化对流传热的途径
一般来说，要实现强化换热有三方面途径：①提高雷诺数，例如
1
2 增加流速，缩小通道孔径等，就能使换热增强，这是大家所熟知的；②提高普朗特数，改变流动介质的物理性质，例如增加流体的比热容或黏性，将导致普朗特数的增大，这也是已经清楚的规律；③增加无因次积分值。
无因次积分的物理意义就是在x 处热边界层厚度截面内的无因次热源强度的总和。
可以想象，热源强度越大，换热强度就越高。
这个积分的数值一般与流动、物性因素等有关，也就是说，它是Re 、Pr 的函数，即
由于积分的复杂性，我们很难写出积分I 的分析表达式。
但是，有一点是明显的，提高被积函数的数值，就能增加I 值从而强化换热，而被积函数是两个矢量的点积，它不仅与速度、热流的绝对值有关，还取决与它们之间夹角的大小。
也就是说，在温度、速度梯度一定时，减小它们之间的夹角（β<90度）时，就能提高积分I 的数值，从而使普朗特数值增大，即实现换热强化。
、
三、场协同的概念
通过分析强化对流传热的途径，我们知道，流动当量不仅取决于
速度场、热流场、夹角场的绝对值，还取决于这三个量值之间的相互搭配。
对流传热中速度场与热流场的相互配合能使无因次流动当量热源强度提高，从而强化换热，此时称为速度场与热流场协同较好。
速度场与温度梯度场的协同体现在三个方面：
①速度矢量与温度梯度矢量的夹角余弦值尽可能大，即两矢量的
夹角β尽可能小（β<90度）或β尽可能大（β>90度）;
②流体速度剖面或温度剖面尽可能均匀（在最大流速和温差一定
的条件下）；
③尽可能使三个标量场中的大值与大值搭配，也就是说，要使三
个标量场的大值尽可能同时出现在整个场中的某些区域。
四、场协同理论在换热器中的应用
以叉流换热器为例，对于同一流动方式的换热器，可以通过传热
面积的重新分布来改善冷热流体温度场的协同，从而提高换热器的有I=∫ (U ·▽T )dy =f （Rex ，Pr ）
1 0
3 效度。
现在以带肋片的叉流换热器为例，如图所示
1 5
7 11 6 2
9 13 8 10 3 15
12 14 16
4 对角线上区的温差大于两侧区的温差。
所以，换热面积在各区的平均分配是不合理的，而应该把更多的
面积放置在换热器的对角线区域上，尤其是1区应放最多的换热面积。
当面积分布最佳时，叉流换热器的有效度就能达到逆流换热器的有效度。
当然，此处所说的传热面积最佳分布是难以实现的，但理论分析为换热面积的优化布置提供了方向。
在增加表面传热系数的层次上提高换热器的性
能，一般需要提供更多的泵功作代价，而在换热器的层次上，通过改善冷热流体温度场的协同强化换热器的的换热功能，是从换热器中换热介质温度场相互配合的整体来考虑的，它不是以增加阻力为代价来提高换热器的性能，因此，在工程应用方面更有意义。
→ → → ↓↓↓
参考书目
【1】《热工基础》张学学主编，高等教育出版社2006年5月第二版【2】《对流传热优化的场协同理论》李志信、过增元著，科学出版社2010年1月第一版
4。