热交换公式
热学如何计算物体的热量传递
热学如何计算物体的热量传递热学是研究热现象以及与之相关的能量转移和传递的一门学科。
当涉及到物体的热量传递时，热学提供了一些计算方法和公式来解决这个问题。
本文将介绍一些常用的热传导、热辐射和对流传热的计算方法。
一、热传导的计算热传导是指物质内部由热高处到热低处的传递过程。
有两个关键参数需要考虑：热传导率（λ）和温度梯度（ΔT）。
热传导的计算方法可以用傅里叶定律表示：Q = λ * A * ΔT / L其中，Q表示传热量，λ表示热传导率，A表示传热面积，ΔT表示温度差，L表示传热距离。
利用这个公式，我们可以计算出物体中传递的热量。
举个例子，假设有一个铁棒，长为1米，温度差为10摄氏度，横截面积为0.01平方米，热传导率为80瓦特/米·摄氏度。
那么，可以使用上述公式计算出传热量：Q = 80 * 0.01 * 10 / 1 = 8瓦特所以，该铁棒在这个条件下传递的热量为8瓦特。
二、热辐射的计算热辐射是指物体通过辐射波长范围内的能量传递热量。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的传热量可以通过以下公式计算：Q = ε * σ * A * (T₁^4 - T₂^4)其中，Q表示传热量，ε表示发射率，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数（5.67 × 10^-8瓦特/米²·开尔文^4），A表示发射面积，T₁和T₂分别表示两个温度。
例如，假设一个黑色球体的表面积为1平方米，发射率为0.95，表面温度为400开尔文，周围环境温度为300开尔文。
将这些数值代入上述公式中，可以计算出传热量：Q = 0.95 * 5.67×10^-8 * 1 * (400^4 - 300^4) = 65.2瓦特因此，在这种情况下，黑色球体通过热辐射传递的热量为65.2瓦特。
三、对流传热的计算对流传热是指物质与周围介质通过流动来交换热量的过程。
对流传热的计算比较复杂，需要考虑流体的性质、速度和传热面积等参数。
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=W h H h,1- H h,2= W c H c,2- H c,1式中：Q为换热器的热负荷,kj/h或kw；W为流体的质量流量,kg/h；H为单位质量流体的焓,kj/kg；下标c和h分别表示冷流体和热流体,下标1和2分别表示换热器的进口和出口;2、无相变化Q=W h c p,h T1-T2=W c c p,c t2-t1式中：c p为流体平均定压比热容,kj/kg.℃；T为热流体的温度,℃；t为冷流体的温度,℃;3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器,Q=W h r = W c c p,c t2-t1式中：W h为饱和蒸汽即热流体冷凝速率即质量流量kg/sr为饱和蒸汽的冷凝潜热J/kgb.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h r+c p,h T s-T w = W c c p,c t2-t1式中：c p,h为冷凝液的比热容J/kg/℃；T s为饱和液体的温度℃二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表：注：1 w = 1 J/s = kj/h = kcal/h1 kcal = kj2、温差1逆流热流体温度T：T1→T2冷流体温度t：t2←t1温差△t：△t1→△t2△t m=△t2-△t1/㏑△t2/△t12并流热流体温度T：T1→T2冷流体温度t：t1→t2温差△t：△t2→△t1△t m=△t2-△t1/㏑△t2/△t1对数平均温差,两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值; 恒温传热时△t=T-t,例如：饱和蒸汽和沸腾液体间的传热;对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>时用公式：△Tm=△T1-△T2/㏑△T1/△T2.如果△T1/△T2≤时,△Tm=△T1+△T2/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值;逆流时△T1=T1-t2 △T2=T2-t1顺流时△T1=T1-t1 △T2=T2-t2其中：T1 ——热流进口温度℃ T2——热流出口温度t1——冷流进口温度 t2——冷流出口温度ln——自然对数3、面积计算S=Q/K. △t m三、管壳式换热器面积计算S=其中,S为传热面积m2、n为管束的管数、d为管径,m；L为管长,m;注：冷凝段为潜热,根据汽化热计算；冷却段为显热,根据比热容计算;。
热量衡算
热量衡算与热交换计算热量衡算与热交换计算一、热量衡算传热计算根据总传热方程进行：Q=KA△tm对于一个热交换器，传热计算的内容有两种，一为设计计算，即根据给定的传热量，确定热交换器的几何尺寸和结构参数；二为校核计算，即对某些热交换器，根据它的尺寸和结构进行校核，看其能否满足传热量的要求。
这两种计算的关键都在于传热面积是否合适，计算的基本依据是总传热方程以及与之相关的热量衡算式，在第四节中，已对总传热方程进行了较为详细的讨论，下面介绍热交换中的热量衡算式。
当热损失为零时，对热交换器作热量衡算可得到单位时间的传热量，此传热量又叫热负荷，即式3-20中的传热速率Q。
热负荷分为两种，即工艺热负荷和设备热负荷，工艺热负荷是指工艺上要求的在单位时间内需要对物料加入或取出的热量，用QL表示，单位为W。
设备热负荷是热交换器所具备的换热能力，所以设备热负荷也就是热交换器的传热速率Q。
当热损失不可忽略时，为满足工艺要求，Q应大于QL。
由热量衡算得到的是工艺热负荷QL。
如果流体不发生相变化，比热取平均温度下的比热，则有：QL=whcph(T1-T2)=wccpc(t2-t1) ( 3-29)式中w----流体的质量流量，kg/s；cp----流体的平均定压比热，kJ/(kg•K);T----热流体温度，K；t----冷流体温度，K；（下标h和c分别表示热流体和冷流体，下标1和2表示热交换器的进口和出口）式3-29是热交换器的热量衡算式，也称为热平衡方程。
若流体在换热过程中有相变，例如饱和蒸汽冷凝成同温度冷凝液时，则有：QL=whr=wccpc(t2-t1) (3-30)式中wh----饱和蒸汽的冷凝速率，kg/s；r----饱和蒸汽的冷凝潜热，kJ/kg；当饱和蒸汽在热交换器中冷凝后，冷凝液液温度继续下降到T2,两部分热量（即潜热和显热）要加起来计算，这时：QL=wh[r+cph(Ts-T2)]=wccpc(t2-t1)式中cph-----冷凝液的比热，kJ/kg•K；Ts------冷凝液饱和温度，K。
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=W h（H h,1- H h,2）= W c(H c,2— H c,1)式中：Q为换热器的热负荷,kj/h或kw；W为流体的质量流量，kg/h；H为单位质量流体的焓，kj/kg；下标c和h分别表示冷流体和热流体，下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p，h（T1—T2)=W c c p，c(t2—t1)式中:c p为流体平均定压比热容，kj/（kg.℃）；T为热流体的温度，℃；t为冷流体的温度，℃。
3、有相变化a。
冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r = W c c p，c(t2—t1)式中：W h为饱和蒸汽（即热流体)冷凝速率(即质量流量）（kg/s)r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）b.冷凝液的温度低于饱和温度,则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h（T s—T w）] = W c c p，c（t2—t1）式中：c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃）)；T s为饱和液体的温度(℃）二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表:注:1 w = 1 J/s = 3。
6 kj/h = 0。
86 kcal/h1 kcal = 4.18 kj2、温差（1)逆流热流体温度T：T1→T2冷流体温度t：t2←t1温差△t：△t1→△t2△t m=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）（2）并流热流体温度T：T1→T2冷流体温度t：t1→t2温差△t：△t2→△t1△t m=(△t2-△t1）/㏑(△t2/△t1）对数平均温差，两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值.（恒温传热时△t=T-t，例如：饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
）对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式：△Tm=（△T1—△T2）/㏑（△T1/△T2）。
换热器热量及面积计算公式
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=Q c=Q hQ=W h（H h,1- H h,2）= W c（H c,2- H c,1）式中：Q为换热器的热负荷，kj/h或kw；W为流体的质量流量，kg/h；H为单位质量流体的焓，kj/kg；下标c和h分别表示冷流体和热流体，下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)式中：c p为流体平均定压比热容，kj/(kg.℃)；T为热流体的温度，℃；t为冷流体的温度，℃。
3、有相变化a.冷凝液在饱和温度下离开换热器，Q=W h r = W c c p,c(t2-t1)式中：W h为饱和蒸汽（即热流体）冷凝速率（即质量流量）（kg/s）r为饱和蒸汽的冷凝潜热（J/kg）b.冷凝液的温度低于饱和温度，则热流体释放热量为潜热加显热Q=W h[r+c p,h（T s-T w）] = W c c p,c(t2-t1)式中：c p,h为冷凝液的比热容（J/（kg/℃））；T s为饱和液体的温度（℃）二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K值如下表：注：1 w = 1 J/s = 3.6 kj/h = 0.86 kcal/h1 kcal = 4.18 kj2、温差（1）逆流热流体温度T：T1→T2冷流体温度t：t2←t1温差△t：△t1→△t2△t m=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）（2）并流热流体温度T：T1→T2冷流体温度t：t1→t2温差△t：△t2→△t1△t m=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）对数平均温差，两种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
( 恒温传热时△t=T-t，例如：饱和蒸汽和沸腾液体间的传热。
) 对数平均温差因为在冷凝器板换一系列的换热器中温度是变化的为了我们更好的选型计算所以出来一个相对准确的数值,当△T1/△T2>1.7时用公式：△Tm=（△T1-△T2）/㏑（△T1/△T2）.如果△T1/△T2≤1.7时，△Tm=（△T1+△T2）/2二种流体在热交换器中传热过程温差的积分的平均值。
全热交换新风效率计算公式
全热交换新风效率计算公式在建筑领域，新风系统的设计和运行效率对于室内空气质量和能源消耗具有重要影响。
全热交换新风系统是一种能够在室内外空气交换中实现热量和湿度回收的技术，可以有效提高新风系统的能效。
为了评估全热交换新风系统的性能，需要使用相应的效率计算公式来进行分析和评估。
全热交换新风效率是指在新风系统中通过全热交换设备实现的热量和湿度回收的效率。
全热交换新风效率的计算公式可以通过以下步骤进行推导和分析。
首先，我们需要定义一些相关的参数和变量：1. 室内空气的温度，T1。
2. 室外空气的温度，T2。
3. 室内空气的湿度，H1。
4. 室外空气的湿度，H2。
5. 全热交换设备的热效率，ηh。
6. 全热交换设备的湿效率，ηw。
根据以上参数和变量，全热交换新风效率的计算公式可以表示为：全热交换新风效率 = ηh (T1 T2) + ηw (H1 H2)。
在这个公式中，ηh代表全热交换设备的热效率，可以通过实际测试和数据分析得到。
ηw代表全热交换设备的湿效率，也可以通过实际测试和数据分析得到。
T1、T2、H1和H2分别代表室内外空气的温度和湿度，是可以通过传感器和监测设备获取的数据。
通过这个公式，我们可以清晰地看到全热交换新风效率与热效率和湿效率的乘积有关，同时也受到室内外空气温湿度差异的影响。
因此，要提高全热交换新风效率，除了优化全热交换设备的性能参数外，还需要合理控制室内外空气的温湿度差异，以实现更高效的热量和湿度回收。
除了上述的计算公式外，全热交换新风效率还可以通过其他相关参数和变量进行计算和评估。
例如，全热交换设备的传热系数、传质系数、风量和压降等参数都可以对全热交换新风效率产生影响。
因此，在实际的新风系统设计和运行中，需要综合考虑各种因素，通过系统分析和计算来评估全热交换新风效率。
在实际的建筑工程中，全热交换新风效率的计算和评估对于新风系统的设计和运行至关重要。
通过合理的计算公式和参数选择，可以实现新风系统的高效运行，提高室内空气质量的同时减少能源消耗。
人体周围环境热交换公式
人体周围环境热交换公式
人体与周围环境的热交换是一个复杂的过程，涉及到多种方式和因素。
以下是人体与环境热交换的几个重要公式：
1.基本热动态过程公式：±S=M±C±R±E。
其中，S表示蓄热
量，M表示代谢产热量，C表示对流散热量或吸热量，R表示
辐射散热量或吸热量，E表示蒸发散热量。
这个公式描述了人体与环境之间的热交换平衡过程。
2.热平衡方程：S=M-W-E-R-C。
其中，S表示蓄热量，M表示代谢
率，W表示机械功，E表示蒸发散热量，R表示辐射散热量，C 表示对流散热量。
这个方程用来表示人体内部热平衡的状态。
3.人体与环境之间热交换的热力学公式：H-
L=E1+E2+E3+C3+R+C。
其中，H表示人体内部发热量，L表示人体散热量，E1、E2、E3分别表示皮肤扩散蒸发、排汗蒸发热
和呼吸蒸发热损失量，C3表示通过呼吸的散热量，R表示辐射热交换量，C表示对流热交换量。
这个公式描述了人体与环境之间详细的热交换过程。
这些公式都是基于热力学第一定律和人体生理特点建立的，可以帮助我们更好地理解人体与环境之间的热交换机制。
热交换器传热计算的基本方法
三、换热器中传热过程对数平均温差的计算
1 简单顺流及逆流换热器的对数平均温差 流动形式不同，冷热流体温差沿换热面的变化规律也不同.
传热方程的一般形式： kAtm
换热器中冷流体温度沿换热面是不断变化的，因此，冷却 流体的局部换热温差也是沿程变化的。
以顺流情况为例，作如下假设：
（1）冷热流体的质量流量qm2、qm1
dt1
dt2
1 qm1c1
d kdA t
1 qm2c2
d d 1 1
qm1c1 qm2c2
dt d kdAt
dt kdA
t
tx dt k Ax dA
t t
0
ln
tx t
k Ax
tx texp( kAx )
可见，当地温差随换热面呈指数变化，则沿整个换热面的平
均温差为：
tm
t t1 t2 dt dt1 dt2
t1 t1 dt1 t1
在固体微元面dA内，两种流体的换 热量为:
d kdA t
t2 dt2 t2
t2
对于热流体: 对于冷流体:
1 d qm1c1dt1 dt1 qm1c1 d
1 d qm2c2dt 2 dt2 qm2c2 d
dt
平均温差
t
m
与<逆0.流75工时作，时认的为对设数计平不均合温理差。t
lm
的比值
,c
示 在相同的流体进出口温度条件下，按逆流工作所需的传热
面积
Fcounte
与按某种流动形式工作所需的传热面积
r
比 Fother 之
值（传热系数相等的条件小），
即：
tm Fcounter
tlm,c
Fother
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热交换公式
热交换，又称热传导，是一种让物体的能量在量级上迁移的物理现象。
它指的是两个物体通过相邻的介质（如空气）将能量传导到对方的过程。
如果这些物体之间没有其他介质，他们之间也可以通过直接接触来进行热交换。
热交换是由温度及其物理性质（如热导率）所决定的，它涉及到多种不同的热学理论，从复杂数学理论到简单的公式。
在热学原理上，热交换可以用热量传输（热导率）和热流密度的方程来表达，这可以用克莱姆-柯西公式来描述：Q = UADT，其中Q 是热量，U是热导率，A是两个物体之间的表面积，DT是温差。
这个公式能够用来估算热交换的效率，从而可以预测两个物体之间所需要传输的热量。
另一个热交换的公式是伦理斯特公式，它包含了热量传输系数，它是由两个物体之间空气层厚度和空气导热系数组成的，它可以用来计算空气中传输热量的速度。
热通量也是热交换过程中重要的概念。
它是指给定单位时间内从一个物体向另一个物体传输的热量总量。
这个公式可以写成：q = UAT，其中q是热通量，U是热导率，A是两个物体之间的表面积，DT是温差。
该公式的意义在于，它可以用来评价热交换过程中面积传输热量的速度。
当计算热通量时，还要考虑空气层。
这是指在空气中传输热量时，空气层会影响热交换的速度。
如果空气层较厚，热交换的速度就会变
慢，而如果空气层较薄，热交换的速度又会快很多。
另外，在热交换中也有一类叫做“热传播”，它是指热量通过一种非物理介质（如电磁场）来传输的一种热交换。
它的公式为：q =σAT，其中q是热通量，ε是空气层的介电常数，σ是热导系数，A 是两个物体之间的表面积，DT是温差。
总之，热交换是一种重要的物理现象，它决定着能量在物体之间的传输。
上述公式可以用来估算和预测热交换过程，从而更好的调整物体之间的温差。
虽然它很复杂，但我们只要正确地理解其原理，就能够更好地应用于实际研究中。