热工计算流程
金属热工计算步骤及公式
金属热工计算步骤及公式
本文档介绍了金属热工计算的基本步骤和常用公式。
金属热工计算是工程设计和热处理过程中的重要环节，它能帮助工程师评估金属材料的热稳定性及冷却、加热过程中的能量变化。
步骤
步骤一：确定系统参数
在进行金属热工计算前，首先需要确定以下系统参数：
1. 金属材料的物理性质，如热导率、比热容、密度等；
2. 系统的初始温度和目标温度；
3. 外界环境的温度和导热系数等参数。
步骤二：计算能量转移
能量转移是金属热工计算的核心内容，可以通过以下公式进行计算：
1. 热传导方程（Fourier定律）：
其中，q为单位时间内的热流量，k为金属材料的热导率，A 为传热面积，dT/dx为温度梯度。
2. 热传导路径的效率（布尔曼修正因子）：
其中，T1为初始温度，T2为目标温度，Ts为稳定态温度。
步骤三：计算温度变化
基于能量转移的计算结果，可以通过以下公式计算金属材料的温度变化：
其中，q为单位时间内的热流量，l为传热路径的长度。
结论
通过以上步骤，我们可以得到金属材料的温度变化情况，从而
评估其热稳定性并优化冷却、加热过程。
金属热工计算对于工程设
计和热处理过程具有重要意义，可以提高生产效率和产品质量。
请注意，以上给出的公式和步骤仅为金属热工计算的基础内容，实际应用中可能需要考虑更多因素和复杂性。
具体情况请根据实际
需求进行进一步的分析与计算。
热工计算
热工计算(单板)1.保温设计⑴ 根据《民用建筑热工设计规范》GB50176-93,哈尔滨地区围护结构需要的最小总热阻R omin＝［t I-t e］·n·R I／［△t］式中：［△t］——室内空气与围护结构内表面允许温差，查表取6℃； n ——温度修正系数，查表取1；R I——围护结构内表面换热阻，查表取.11m2k/W；t I——冬季室内计算温度，按规范查表取20℃；t e——围护结构冬季室外计算温度,查表取-33℃。
∴ R omin＝［t I-t e］·n·R I／［△t］＝［20－(-33)］×1×.11／6＝.972 m2K／W⑵ 围护结构的传热阻应按下式计算：R0＝R I＋R＋R e式中： R0 --围护结构的传热阻m2k/W；R I --内表面换热阻m2k/W；R e --外表面换热阻m2k/W；R --围护结构热阻m2k/W；R＝R面板＋R墙＋R保温＋R空气＝δ面板／λ面板＋δ墙／λ墙＋δ保温／λ保温＋R空气＝4／(1000×203)＋370／(1000×.76)＋30／(1000×.042)＋.13＝1.331m2k/W；其中：δ面板、δ墙、δ保温--分别为幕墙面板、土建墙体和保温材料层的厚度，mm ；λ面板、λ墙、λ保温--分别为幕墙面板、土建墙体和保温材料层的导热系数，W／m·k ；R空气--空气间层热阻m2k/W则R0＝R I＋R＋R e＝.11＋1.331＋.04＝1.481m2k/WR0> R omin所以保温性能满足要求。
2.墙体内表面防结露设计⑴ 室内空气露点温度的确定室内空气的计算温度t I取20℃；相对湿度φ＝60％时人体感觉舒适。
查《铝窗制造》表23可知室内空气露点温度为t d＝12℃。
⑵ 当围护结构内表面温度θI高于室内空气露点温度t d时，内表面不会有结露，即应有θI≥t dθI＝t I-R I·(t I-t e)/R o≥t d式中,R I——幕墙的内表面换热阻，取0.11 m2K/Wt e——冬季室外计算温度；R o——幕墙的总热阻则θI＝t I-R I·(t I-t e)/R o＝20-.11×(20-(-33)) / 1.481＝16.1 ℃>12℃所以幕墙内表面防结露性能满足要求。
大型建筑物热工计算书
大型建筑物热工计算书第一步：确定建筑物的尺寸和材料属性根据建筑物的平面图和立面图，确定建筑物的尺寸和形状。
此外，还需要获取建筑材料的热传导系数、密度、比热容等属性。
第二步：计算热传导利用热传导公式来计算建筑物不同部分的热传导热流。
这可以通过以下公式实现：Q = (k * A * ΔT) / L其中，Q为热传导热流，k为材料的热传导系数，A为热流通过的面积，ΔT为温度差，L为热传导路径长度。
第三步：计算热对流和辐射建筑物的外表面通常会受到室外空气的对流和太阳辐射的影响。
为了计算这些影响，可以使用下面的公式：Q = h * A * (T - T∞) + ε * σ * A * (T⁴ - T∞⁴)其中，Q为热对流和辐射热流，h为对流传热系数，A为表面积，T为表面温度，T∞为环境温度，ε为辐射率，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数。
第四步：能量平衡和室内热负荷计算根据建筑物的热传导、热对流和辐射计算结果，可以计算整个建筑物的能量平衡和室内热负荷。
这可以通过使用以下公式来实现：Q_total = Q_conduction + Q_convection_radiation其中，Q_total为整个建筑物的热负荷，Q_conduction为热传导热负荷，Q_convection_radiation为热对流和辐射热负荷。
第五步：结果分析和优化建议根据能量平衡和室内热负荷计算的结果，可以评估建筑物的热能性能，并提出相应的优化建议。
例如，使用更好的绝热材料、改善建筑物外墙的保温性能等。
希望本文档提供的热工计算方法和步骤能够对大型建筑物的能源效率评估和优化提供一定的帮助。
[参考文献]- 张三. (2021). 建筑物热工计算原理与应用. 施工出版社.- 李四. (2020). 建筑能源计算与评价. 建筑科学出版社.以上为简要内容，具体热工计算的过程和公式可参考相关参考文献。
纤维材料热工计算步骤及公式
纤维材料热工计算步骤及公式
1. 简介
本文档旨在介绍纤维材料的热工计算步骤及相关公式。
2. 热工计算步骤
下面是纤维材料热工计算的一般步骤：
- 步骤1：确定热工计算的目标和要求。
- 步骤2：收集材料参数和热工性质数据。
- 步骤3：根据特定问题选择适当的热传导模型和计算方法。
- 步骤4：进行热传导计算，计算热流、温度分布、热阻等。
- 步骤5：根据计算结果评估纤维材料的热工性能。
3. 相关公式
以下是一些常用的纤维材料热工计算公式：
- 热传导方程：用于描述热能在纤维材料内的传导过程。
一般形式为:
q = -k * A * (dT/dx)
其中，q是单位时间内通过纤维材料传导的热量，k是热导率，A是传导方向上的横截面积，dT/dx是温度梯度。
- 热阻计算公式：用于计算纤维材料的热阻。
R = L / (k * A)
其中，R是热阻，L是纤维材料的长度。
4. 总结
本文档提供了纤维材料热工计算的步骤和常用公式。
在进行纤
维材料热工计算时，需要明确目标和要求，收集相关数据，选择适
当的计算方法并应用相应的公式。
这些步骤和公式可以帮助评估纤
维材料的热工性能。
以上为纤维材料热工计算步骤及公式的简要介绍，希望对您有
所帮助。
热工计算
热工计算步骤第一步：首先分析物料的性质，通过查找各有机物的热值可以计算出三废（固废、废液、废气）的热值。
特殊情况：知道废液的COD（COD指的是废液的化学耗氧量，单位：g/L）可以计算出废液的热值Q=3.28*COD(单位：kcal/kg),本公式只适合废液。
第二步：知道三废的热值可以计算出需要空气量和生成的烟气量，具体理论公式如下：1、对于固废（Q为固废的热值，单位：kcal/kg；α为空气过剩系数；m为固体的重量，单位：kg/h）（1）固废燃烧所需的理论空气量：A O=1.01*Q/1000+0.5(单位：Nm3/kg)（2）固废燃烧所需的实际空气量：A= A O*α(单位：Nm3/kg)（3）固废燃烧所需的实际总空气量：A总= A*m(单位：Nm3/ h)（4）固废燃烧所需的理论烟气量：G O=0.89*Q/1000+1.65(单位：Nm3/kg)（5）固废燃烧所需的实际烟气量：G= G O +A O*（α-1）(单位：Nm3/kg)（6）固废燃烧所需的实际总烟气量：G总= G*m(单位：Nm3/ h)2、对于废液（Q为废液的热值，单位：kcal/kg；α为空气过剩系数；m为废液的重量，单位：kg/h）（7）废液燃烧所需的理论空气量：A O=0.203*Q*4.18/1000+2(单位：Nm3/kg)（8）废液燃烧所需的实际空气量：A= A O*α(单位：Nm3/kg)（9）废液燃烧所需的实际总空气量：A总= A*m(单位：Nm3/ h)（10）废液燃烧所需的理论烟气量：G O=0.265*Q*4.18/1000+2(单位：Nm3/kg)（11）废液燃烧所需的实际烟气量：G= G O +A O*（α-1）(单位：Nm3/kg)（12）废液燃烧所需的实际总烟气量：G总= G*m(单位：Nm3/ h)3、对于废气（Q为废气的热值，单位：kcal/Nm3；α为空气过剩系数；m为废气的重量，单位：Nm3/h）（13）废气燃烧所需的理论空气量：A O=0.2*Q*4.18/1000+0.03(单位：Nm3/Nm3)（14）废气燃烧所需的实际空气量：A= A O*α(单位：Nm3/Nm3)（15）废气燃烧所需的实际总空气量：A总= A*m(单位：Nm3/ h)（16）废气燃烧所需的理论烟气量：G O= A O+0.98-0.03*Q*4.18/1000(单位：Nm3/Nm3)（17）废气燃烧所需的实际烟气量：G= G O +A O*（α-1）(单位：Nm3/Nm3)（18）废气燃烧所需的实际总烟气量：G总= G*m(单位：Nm3/ h)第三步：根据三废的总热值和生成总烟气量可以确定烟气焓，根据烟气焓表大致可以确定烟气温度是否达到燃烧温度要求，假如达不到要求还需加助燃燃料（如：柴油、重油、天然气、助燃溶剂等）1）三废（固废、废液、废气）的总热值Q总=Q* m（单位：kcal/h）公式中Q指三废（固废、废液、废气）的热值，单位：kcal/kg（Nm3）；m指三废（固废、废液、废气）的处理量，单位：kg（Nm3）/h2）生成总烟气量G总（上面第二步中已经求得）3）生成的烟气焓=总热值/总烟气量=Q总/G总（单位：kcal /Nm3）4）单位换算：1kcal /Nm3=4.18kj/Nm35)。
MQMC热工计算步骤
步骤一：幕墙幅面划分；（3.1.4.2 幅面操作）步骤二：新建工程；（3.1.1 新建工程）步骤三：新建幅面；（3.1.4.2 幅面操作，3.2.2 幅面建模）步骤四：玻璃系统/非透明面板系统光学热工性能计算；（3.4.9 玻璃系统计算案例，3.4.10 非透明面板系统计算案例）步骤五：框节点热传导二维有限元分析计算：1、.dxf文件处理，（3.3.1.2 图形自动转案例分析左边框2.DXF（节点没玻璃）为专门进行自动转换的图形，左边框1.DXF（节点有玻璃）为定位点及底图导入的文件，该方法可提高建模的效率，用户也可通过该方法建模计璃）2、导入框节点.dxf文件，（左边框2.DXF，再导入左边框1.DXF）3、框节点完善，（定义框材料）（密封胶条在材料选择时选择“三元乙丙橡胶/EPDM”）（槽口位置根据JGJ/T151 的相关规定，当槽口宽度L 为：2.0mm≤L≤10.0mm 时需设为微通风空腔，当L≤2.0mm 时为封密空腔，当L≥10.0mm 当裸露在室内外侧处理。
通过测量可知，该处长度约5.00mm 为微通风空腔。
）4、插入玻璃系统，（3.3.2.4 插入玻璃系统/非透明面板系统。
）5、插入玻璃间隔条及节点完善，6、定义计算边界条件，（3.3.2.6 赋予边界条件及3.3.2.7 产品设计和工程设计边界条件定义）7、计算参数设置，（3.3.6 计算参数设置）（完成边界条件的定义后还需设置【重力方向】和【计算参数设置】方可进行计算。
重力方向设置：注：在门窗、幕墙计算中通常左边框、右边框、竖框等节点选择【垂直屏幕向里】，上框、下框及横框节点选择【下】方向。
）8、有限元计算及计算结果。
步骤六：幅面热工性能计算；步骤七：幕墙工程热工性能计算；（复制幅面）步骤八：自动输出热工性能计算报告。
热工计算
混凝土搅拌、运输、浇筑温度计算1、混凝土拌合物温度按下式计算：T o=[0.92*(m ce*T ce+m sa*T sa+m g*T g)+4.2*T w(m w-w sa*m sa-w g* m g)+C1*(w sa*m sa*T sa+w g*m g*T g)-C2*(w sa*m sa+w g*m g)]÷[4.2*m w+0.9*(m ce+m sa+m g)]式中：T o——混凝土拌合物温度（℃）m ce——水泥用量（kg）m w——水用量（kg）m sa——砂用量（kg）m g——石用量（kg）T w——水的温度（℃）T ce——水泥温度（℃）T sa——砂温度（℃）T g——石温度（℃）w g——石含水率%w sa——砂含水率%C1——水的比热容（kj/kg.k）C2——冰的溶解热(kj/kg)当骨料温度大于0℃时，C1=4.2，C2=0；当骨料温度小于或等于0℃时，C1=2.1 C2=335；2、混凝土拌合物出机温度按下式计算：T1= T o-0.16(T o-T i)式中T1——混凝土拌合物出机温度（℃）；T i——搅拌机室内温度（℃）。
3、混凝土拌合物运输到浇筑时温度按下式计算：T2=T1-(a*t1+0.032n)*(T1-T a)T2——混凝土浇筑温度℃t1——混凝土运输至浇筑的时间，取1.5小时n——混凝土拌合物运转次数，取1次T a——混凝土拌合物浇筑环境温度；a——温度损失系数4、考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑成型完成时的温度按下式计算：T3=(C c*m c*T2+C f*m f*T f+C s*m s*T s)÷(C c*m c+C f*m f+C s*m s) T3——考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土浇筑成型完成时的温度℃C c——混凝土的比热容（kj/kg.K）；C f——模板的比热容（kj/kg.K）；C s——钢筋的比热容（kj/kg.K）；m c——每m3混凝土的重量（kg）；m f——每m3混凝土相接触的模板重量（kg）；m s——每m3混凝土相接触的钢筋重量（kg）；T f——模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（℃）T s——钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度（℃）5、设当日气温为-5℃，C40混凝土每立方米的材料用量为：水泥470kg，水180kg，砂子735kg，碎石1040kg。
热工计算程序
热工计算程序
热工计算程序是一种通过数值分析方法，计算和预测热力系统中能量流动、传热、传质和反应等过程的软件工具。
它广泛应用于化工、电力、钢铁、石油、天然气、环保等领域。
热工计算程序通常包含以下内容：
系统建模：根据实际情况，对待分析的热力系统进行建模，确定系统的几何形状、边界条件、物理参数等。
热平衡计算：根据热力系统的热平衡方程，计算系统中各部分的温度、压力、流量、热量等参数。
传热计算：以传热学为基础，计算系统中的传热过程，如对流、辐射和传导等。
传质计算：以传质学为基础，计算系统中的传质过程，如扩散、对流和反应等。
反应计算：根据反应动力学原理，计算系统中的化学反应过程。
结果展示：将计算结果以图表或文字形式输出，帮助用户分析问题和做出决策。
总之，热工计算程序可以帮助用户分析和优化热力系统的性能，提高生产效率，降低能源消耗和环境污染。
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辐射换热系数
Hr
•自然界中的各个物体都在不停地想空间散发出辐射热，同时又在不停地吸收其他物体散 发出的辐射热，这种在物体表面之间由辐射与吸收综合作用下完成的热量传递就是辐射换 热。
线传热系数
定义：表示门窗或幕墙玻璃边缘与框的组合传热效应所产生附 加传热量的参数，简称线传热系数。 线传热系数，顾名思义，是通过框与玻璃接触，传递给玻 璃的热量散失，也就是边缘玻璃的额外热量损失。
LBNL软件计算实例
Optics
玻璃的光学分析
LBNL
Window
整窗玻璃的热工计 算及单片玻璃热工 性能计算 复杂模型的热工计 算
THERM
OPTICS
（1） 支持光谱和国际玻璃光谱数据格式； （2） 多层玻璃系统的光学热工性能计算与玻璃模拟设计； （3） 玻璃光谱曲线及颜色显示； （4） 玻璃表面温度计算及显示； （5） NFRC、ISO标准计算，玻璃更换厚度、膜层等模拟设计；
热工定义及 计算流程讲解
甘旭东
深圳市三鑫幕墙工程有限公司
内容摘要
1.热量散失的途径 2.热工计算重要参数的定义 3.线传热系数的介绍 4.LBNL软件计算计算实例 5.非透明幕墙手算方法 6.欧标、美标、国标U值区别 7.结露计算
重要定义
传热系数
•两侧环境温度差1K（1℃）时，在单位时间内通过单位面积门窗或玻璃幕墙的热量。
对于空气的传热系数，很多人 有误区，就是空气层越厚，热工 性能越好，这并不完全正确，较 厚的空气层，空气流动也较快， 加大热量的散失。
非透明幕墙热工计算
外表面边界条件
• 温度-20℃ • 对流换热系数20W/m^2*K • 外表面材料发射率0.9 • 温度20℃
内表面边界条件
• 对流换热系数8W/m^2*K • 内表面材料发射率0.9
3.6
ASHRAE/NFRC
3.6
20
26
16
冬季
/
/
8
边框附近玻璃边 缘（63.5mm以内） 的室外对
由于各国材料的导热系数大 部分相同，起主导因素的就 是换热系数，根据以上表格 可知计算出的U值：欧标K< 中标K<美标U。当进口玻璃 采用欧标计算的K值，大部 分会比国内的K值小，这时 就需要注意，并不是进口玻 璃的传热优于国内玻璃热工 性能，需要进一步比较。
25 30
24 32
25 30
2.5
ASHRAE/NFRC
2.5
8
15
16
500
783
500
结露计算 1.湿度对露点温度影响
根据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJT 151-2008规范中的公式计算， 当室内空气温度在20℃时： 相对湿度60%时，结露温度为12℃ 相对湿度50%时，结露温度为9.27℃ 相对湿度40%时，结露温度为6℃ 相对湿度30%时，结露温度为1.92℃ 相对湿度20%时，结露温度为-3.61℃ 正常适合人体的室内相对湿度为35%-60%，应取60%时的结露温度，由于比 较难以达到，适当可取%40。最恰当的是取当地气象资料。
结露计算 2.THERM计算
结露计算 3.笔算
手算结露有一种近似计算的方法，根据各个框包括玻璃的传热系数， 可以求得框及玻璃表面的平均温度，将这个值与露点温度进行对比，从 而校核是否结露。（由于此种计算的是表面的平均温度，玻璃计算比较 准确，框用的是T50的温度，比T10要高，所以校核的准确性比较差）具体 计算如下：
WINDOW计算实例
对于简单幕墙的热工计算，window软件常用的只有组合玻璃系 统，我们可以从中国玻璃网中下载一些成品玻璃的性能参数，然后 进行组合成我们所需要的成品玻璃。 在使用window时，边界条件是很重要的一项设置，这里需要注 意。
THERM计算实例
对于幕墙横竖框，及一些复杂模型，由于热量散失的并联性，传 递路径多变，必须借助有限元软件，进行分析。 用THERM进行计算分为下列几步骤： 1.节点简化，并保存为DXF文件 2.将导入THERM软件中 3.定义材料参数 4.定义边界条件 5.用代替面板计算框的传热系数 6.用window的实际玻璃计算框+玻璃边缘的传热系数
（6） 玻璃结露性能计算。
WINDOW
（1）支持窗体的整体热工性能计算 （2） 支持整窗的结露计算 （3） 支持成品玻璃与气体简单组合的玻璃热工计算 （4） 玻璃表面温度计算及显示 （5） 支持遮阳系数及透光率的计算
THERM
（1） CAD图形自动转换、快捷建模功能； （2） 有限元网络自动划分； （3） 幕墙门窗框节点二维热传导有限元分析分析计算； （4） 复杂二维灰体辐射模型和对流传热模型的计算； （5） 传热系数、线传热系数、温度场、热流、结露、非透明面板 节点等计算
1/U=Rout+Rin+ΣdR
对流换热 系数 hc
长波辐射 系数 hr
表面换热 系数 h
非透明幕墙热工计算
非透明幕墙计算时，经常会遇到空气层，空气按其密度，热工性能 非常良好，但由于本身的流动性，对流换热系数因空气层厚度不同，同 种空气会有不同的导热系数，这里计算方法特别繁杂，这里推荐一种我 常用的方法，以便大家参考： THERM软件中，有系统自带的空气定义，可以根据空气块的大小来计 算空气的导热系数。因此，可以在THERM中绘制空气的空间，然后赋 予空气的属性，就可以查到空气的传热系数。（由于这个，在进行热工 计算时，如果U值相差不大，可多划分几个空气分隔降低U值，具体的 操作由计算人员自行掌握）
•流体与固体表面之间的换热能力，比如说，物体表面与附近空气温差1℃，单位时间单位 面积上通过对流与附近空气交换的热量。单位为W/(m^2·℃)。表面对流换热系数的数值与 换热过程中流体的物理性质、换热表面的形状、部位、表面与流体之间的温差以及流体的 流速等都有密切关系。物体表面附近的流体的流速愈大，其表面对流换热系数也愈大。
谢谢
如有疑问及错误可联系笔者 甘旭东 QQ479162636
U/K 导热系数 λ 传热阻
•指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，°C）,在1秒内，通过1平 方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/（米· 度），w/（m· k）（W/m·K,此处的K可用 ℃代替）。
R
对流换热系数 hc
•当热量在物体内部以热传导的方式传递时，遇到的热阻称为导热热阻。对于热流经过的 截面积不变的平板，导热热阻为L/(kA）。其中L为平板的厚度，A为平板垂直于热流方向 的截面积，k为平板材料的热导率。
线 传 热 系 数 计 算
单幅幕墙的传热系数U
边界条件的设定
现在执行的与幕墙热工计算息息相关的有《 民用建筑热工设 计规范》 GB50176-1993 、《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》 JGJT 151-2008、《建筑玻璃应用技术技程》 JGJ113-2009三本规 范，这三本规范涉及的边界条件并不完全相同。
1/U=1/hout+1/hin+Σd/λ
欧标、美标、国标U值区别
标准体系类型 计算边界条件参数 室内空气温度Tin （℃） 室外空气温度Tout （℃） 室内对流换热系 数hc,in W/(m2⋅K) 室外对流换热系 数hc,out [W/(m2⋅K)] 门窗边框的室外 对流换热系数hc,out [W/(m2⋅K)] ISO（EN）标准体 系：ISO15099 美国NFRC标准体 系： NFRC100/NFRC200 21 -18 我国标准体系：JGJ/T151 20 0 20 -20
流换热系数hc,out [W/(m2⋅K)] 太阳辐射照度Is （W/m2） 夏 室内空气温度Tin （℃） 室外空气温度Tout （℃） 室内对流换热系 数hc,in [W/(m2⋅K)] 季 室外对流换热系 数hc,out [W/(m2⋅K)] 太阳辐射照度Is （W/m2）
/
/
12
300
0
300
《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJT 151-2008
外表面边界条件 • 温度-20℃ • 对流换热系数 16W/m^2*K • 外表面材料发 射率1.0
内表面边界条件 • 温度20℃ • 对流换热系数 3.6W/m^2*K • 内表面材料发 射率1.0
U值计算的基本公式
1/U=1/hout+1/hin+Σd/λ