核电站320教材 传热学基础知识
传热学知识整理1-4章
绪论一、概念1. 传热学: 研究热量传递规律的科学。
2. 热量传递的基本方式: 热传导、热对流、热辐射。
3. 热传导(导热): 物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
（纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
）4. 热流密度：通过单位面积的热流量(W／m2)。
5．热对流: 由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。
热对流只发生在流体之中, 并伴随有导热现象。
6. 自然对流: 由于流体密度差引起的相对运功c7. 强制对流: 出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。
8. 对流换热：流体流过固体壁面时, 由于对流和导热的联合作用, 使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
9. 辐射: 物体通过电磁波传播能量的方式。
10．热辐射: 由于热的原因, 物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
11. 辐射换热：不直接接触的物体之间, 出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
12. 传热过程；热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。
13．传热系数: 表征传热过程强烈程度的标尺, 数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度。
14. 单位面积上的传热热阻：单位面积上的导热热阻: 。
单位面积上的对流换热热阻:对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。
15. 导热系数是表征材料导热性能优劣的系数, 是一种物性参数, 不同材料的导热系数的数值不同, 即使是同一种材料, 其值还与温度等参数有关。
对于各向异性的材料, 还与方向有关。
常温下部分物质导热系数: 银: 427；纯铜: 398；纯铝: 236；普通钢: 30-50；水: 0.599；空气: 0.0259；保温材料: <0.14；水垢: 1-3；烟垢: 0.1-0.3。
16. 表面换热系数不是物性参数, 它与流体物性参数、流动状态、换热表面的形状、大小和布置等因素都有关。
17. 稳态传热过程（定常过程）：物体中各点温度不随时间而变。
传热学基本知识
导热分为两类
稳定导热：温度不随时间而变化的导热 不稳定导热：温度随时间而变化的导热
知识回顾
1
传热学基本知识
热传导
2、傅里叶导热定律
热传导的速率与垂直于热流方向的表面积成正比，与壁面两侧的温差成正比，与壁厚成反比。
QAt1t2
q
Q A
t
Q
t
t R
A
Q 导热量，传热速率 , W;
q 热流密度，W m2
2）流速的影响 流体流速增高时，对流传热系数就大。
3）流体的物理性质对给热系数的影响 导热系数、比热容c、密度越大，动力粘度越小，对流传 热系数越大
1
传热学基本知识
热对流
2）流体有相变发生时
蒸汽的冷凝 液体的沸腾
膜状冷凝 滴状冷凝(传热系数大)
自然对流
泡状沸腾或泡核沸腾（传热系数大）
膜状沸腾
1
蒸汽冷凝时的对流传热
传热学基本知识
热传导
4、导热计算
1）单层平壁的稳定热传导
计算公式：
Q A t
Q t R
热阻：
R A
当壁面两侧的温度不等时，且热量只沿垂直 于壁面的方向发生变化
或
q t
1
传热学基本知识
热传导
4、导热计算
2）多层平壁的稳定热传导
多层平壁是指由几层不同厚度、不同导热系数的材料组成 且其间接触良好的平壁
Q=qm热r热 Q=qm冷r冷 此法仅适于有相变过程
三、平均温度差
用传热速率方程式计算换热器的传 热速率时，因传热面各部位的传热温 度差不同，必须算出平均传热温度差 ⊿t均代替⊿t，
QKAt均
1
1、恒温传热时的平均温度差
传热学知识点总结
传热学知识点总结本文将围绕传热学的基本概念、传热方式、传热方程、传热实验和应用等方面进行详细的介绍和总结，以便读者更好地了解传热学的相关知识。
一、传热学的基本概念1. 热量传递热量传递是指物体内部或物体之间由于温度差异而产生的热量的传递过程。
热量的传递方式主要有传导、对流和辐射三种。
2. 传热方程传热方程描述了物体内部或物体之间热量传递的数学关系，是传热学的基础理论。
传热方程一般包括传热率、温度差和传热面积等参数，可以用来计算热量传递的速率和大小。
3. 传热系数传热系数是描述物体材料对热量传递率影响的重要参数，通常用符号h表示。
在物质传热过程中，传热系数的大小直接影响热量的传递速率。
4. 传热表面积传热表面积是指在热量传递过程中热量流经的表面积，是计算热传递速率的重要参数。
传热表面积的大小与物体的形状和大小有关，也与传热方式和传热系数有关。
5. 热传导热传导是一种物质内部热量传递的方式，指的是热量通过物质内部原子、分子之间相互作用的传递过程。
热传导是传热学的基本概念之一。
6. 热对流热对流是一种物体表面热量传递的方式，指的是热量通过流体传递到物体表面，然后再由物体表面传递到其它介质的传热过程。
7. 热辐射热辐射是一种通过电磁波传递热量的方式，是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。
热辐射是传热学的另一个基本概念之一。
二、传热方式1. 传导传热传导传热是指热量通过物质内部的原子、分子的直接作用而传递的方式。
在传导传热过程中，热量的传递是从高温区向低温区进行的，其传热速率与温度差和物质的传热系数有关。
2. 对流传热对流传热是指流体传热传递的方式，包括自然对流和强制对流两种。
在对流传热过程中，流体的流动是热量传递的主要形式，其传热速率与流体的流速、温度差和传热面积有关。
3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波传递热量的方式，是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。
在辐射传热过程中，热量的传递不依赖于介质，而是通过电磁波的辐射进行的。
传热学基础知识
传热学基础知识
嘿，朋友们！今天咱来聊聊传热学基础知识。
传热学啊，就像是生活中的一场奇妙旅行。
你想想看，冬天的时候，为啥我们在屋里就感觉暖和，到了外面就冻得直哆嗦呢？这就是传热在起作用呀！热量从屋里的暖气啊、空调啊这些热源，传到我们身上，让我们暖洋洋的。
这就好比是一场温暖的传递，暖气是那个热情的传递者，把温暖送给我们。
再说说夏天，太阳晒得厉害，我们会觉得热得不行。
这太阳的热量可不就通过传热来到我们身边啦！就好像一个调皮的小精灵，不停地往我们身上扑。
传热的方式有好几种呢！有一种叫热传导，就像是接力赛跑一样，热量一个接一个地传递下去。
比如说，你拿着一根金属棒，一头放在火上烤，过一会儿另一头也会变热，这就是热传导在起作用呀！是不是很神奇？
还有热对流，这就像是一群小伙伴在跳舞，带着热量一起动起来。
比如烧开水的时候，水受热会翻滚，热量就跟着水一起流动啦。
再有就是热辐射啦，这可厉害咯！太阳的热量就是通过热辐射传到地球上的，不需要任何介质，直接就过来啦，就像远方的朋友给你送来温暖的问候。
咱生活中很多事情都和传热学有关系呢！比如做饭的时候，锅把热量传给食物，让食物变熟；冬天盖厚被子保暖，就是阻止热量往外跑。
传热学好比是生活的一个小秘密，了解了它，你就能更好地理解很多现象啦！你说，这传热学是不是很有趣？它无处不在，影响着我们的生活呢！所以啊，我们可得好好琢磨琢磨它，让它为我们的生活服务呀！这就是传热学，一个看似普通却又无比重要的学问！。
传热学基本知识总结
传热学基本知识总结传热学是研究热能在物质中传递的科学，是物体内部的热平衡和热不平衡的原因和规律的研究。
传热学的基本知识涵盖了传热的基本概念、传热方式、传热导率与传热过程的数学描述等内容。
以下是对传热学基本知识的总结。
一、传热的基本概念1.温度：物体内部分子运动的程度的度量。
温度高低决定了热能的传递方向。
2.热量：物体之间由于温度差异而传递的能量。
热量沿温度梯度从高温区向低温区传递。
3.热平衡：物体内部各点的温度相等，不存在热量传递的状态。
4.热不平衡：物体内部存在温度差异，热量从高温区传递到低温区。
二、传热方式1.热传导：固体内部的分子传递热量的方式，通过分子的碰撞传递热量。
2.对流传热：液体或气体中，由于温度差异而产生的流动传递热量的方式。
3.辐射传热：热能通过电磁波的传播传递热量的方式，无需介质参与。
三、热导率热导率是物体传导热量的能力，用导热系数λ来衡量。
热导率取决于物质本身的性质，与物质的材料、温度有关。
热导率越大，物体传热能力越强。
四、传热数学描述1.热量传递方程：描述物体内部传热过程的数学方程，根据物体内部各点之间的温度差和传热方式的不同可以分为热传导方程、热对流方程和热辐射方程。
2.热导率公式：用来计算物体传热量的数学公式，通常与热导率、温度差、传热面积等物理量相关。
五、传热实例1.热传导：例如铁棒的两端被加热，热量通过铁棒内部分子的传递向另一端传递。
2.对流传热：例如空气中的对流传热，空气受热后变热上升，形成了对流传热。
3.辐射传热：太阳的辐射热量通过空间传递到地球表面，为地球提供能量。
在工程中，传热学常常运用于热工系统的设计和优化。
工程师可以通过对传热方式的研究和对材料热导率的了解，提高传热效率，减少能量损耗。
例如，在电子设备的设计中，通过优化散热结构和选择高热导率的材料，可以有效降低设备的温度，提高设备的工作效率和寿命。
传热学也广泛应用于暖通空调系统、汽车引擎、核反应堆等领域。
第2章传热学基本知识
墙体的总传热系数。 K －墙体的总传热系数。 墙体的总传热阻。 R －墙体的总传热阻。
二、传热的增强与削弱
1、增强传热的基本途径 Q = KF ∆t
（1）提高传热系数 （2）增大传热面积 （3）增大传热温差
2、增强传热的方法
（1）改变流体的流动状况 （2）改变流体的物性 （3）改变换热表面情况
3、削弱传热的方法
2、热量
定义：物体吸收或放出热能的多少。 定义：物体吸收或放出热能的多少。 热量的单位 国际单位制中： 国际单位制中：J，kJ 工程单位制中：cal， 工程单位制中：cal，kcal 换算关系 换算关系 ：1kcal=4.19kJ 热量与能量的区别： 热量与能量的区别： 我们可以说一个物体含有多少能量， 我们可以说一个物体含有多少能量，但我们不能说它含有 多少热量。 热量是一个过程量 过程量， 多少热量 。 热量是一个 过程量 ， 只有在物体通过热传递 交换热能才谈得上热量。 交换热能才谈得上热量 。 我们可以说一个物体放出多少 热量，吸收多少热量。 热量，吸收多少热量。
（1）热绝缘 （2）改变表面状况
问题： 问题：
1、现实生活中，什么时候需要增强传热，什么 现实生活中，什么时候需要增强传热， 增强传热 时候需要削弱传热 削弱传热？ 时候需要削弱传热？ 吹电风扇为什么会觉得凉快？ 2 、 吹电风扇为什么会觉得凉快 ？ 如果环境温度 大于37 37℃ 会出现什么情况? 大于37℃，会出现什么情况? 3、夏天出汗觉得凉快还是不出汗觉得凉快？出 夏天出汗觉得凉快还是不出汗觉得凉快？ 汗后不擦干为什么容易感冒? 汗后不擦干为什么容易感冒?
c = c0ε
c0 －黑体的辐射系数。 黑体的辐射系数。
ε －物体的黑度，表示物体与黑体的接近程度。 物体的黑度，表示物体与黑体的接近程度。
核电站320课程第三章
第3章反应堆冷却剂系统（RCP）3.1 系统描述3.1.1 系统功能1．主要功能反应堆冷却剂系统（RCP）即核电站一回路的主回路，其主要功能是使冷却剂循环流动，将堆芯中核裂变产生的热量通过蒸汽发生器传输给二回路，同时冷却堆芯，防止燃料元件烧毁或毁坏。
2．辅助功能(1)中子慢化剂：反应堆冷却剂为轻水，它具有比较好的中子慢化能力，使裂变产生的快中子减速成为热中子，以维持链式裂变反应。
另外，它也起到反射层的作用，使泄漏出堆芯的部分中子反射回来。
(2)反应性控制：反应堆冷却剂中溶有的硼酸可吸收中子，因此通过调整硼溶度可控制反应性（主要用于补偿氙效应和燃耗）。
(3)压力控制：RCP系统中的稳压器用于控制冷却剂压力，以防止堆芯中发生不利于燃料元件传热的偏离泡核沸腾现象。
(4)放射性屏障：RCP系统压力边界作为裂变产物放射性的第二道屏障，在燃料元件包壳破损泄漏时，可防止放射性物质外逸。
3.1.2 系统说明1．系统流程如图3.1所示，RCP系统由反应堆和三条并联的闭合环路组成，这些环路以反应堆压力容器为中心作辐射状布置，每条环路都由一台主冷却剂泵（简称主泵）、一台蒸汽发生器和相应的管道和仪表组成。
另外，1号环路热管段上连接有一个稳压器，用于RCP系统的压力调节和压力保护。
每个环路中，位于反应堆压力容器出口和蒸汽发生器入口之间的管道称为热段，主泵和压力容器入口间的管道称为冷段，蒸汽发生器与主泵间的管道称为过渡段。
图3.1 RCP系统的组成在反应堆中采用除盐含硼水作为冷却剂，它使核燃料元件冷却并将核燃料释放出的热能传导出去。
为了使一回路水在任何部位、任何时候都处于液态，要保持其压力高于饱和压力。
高压的冷却剂在堆芯吸收了核燃料裂变放出的热能，从反应堆压力容器出口管流出，经主管道热管段进入蒸汽发生器的倒U形管，将热量传给在U形管外流动的二回路系统的给水，使之变为蒸汽。
冷却剂由蒸汽发生器出来经过渡管段进入主泵，经主泵升压后流经冷管段，又回到反应堆压力容器。
传热学基础
传热学基础3.1 基本概念在太阳能热利用系统及其部件进行设计和分析时，必须掌握有关传热学的一些基本知识。
传热：热能的传递或转移。
传热学是以热力学定律为基础，用分析方法或实验方法研究热能的传递过程，并以此定量地预示热能的传递速率和温度场变化的一门科学。
热能的传递是通过传导、对流和辐射等三种基本方式实现的。
热传导是指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。
对流传热：只能在流体中(气体或液体)发生，主要是靠流体分子的随机运动和流体的宏观运动来实现的。
对流传热过程可分为：自然对流传热和强迫对流传热。
辐射传热：具有一定温度的物体以电磁波形式发射的辐射能。
特点：物体的部分热能转变成电磁波——向外发射能量，当它遇到其他物体是，又被后者部分吸收而重新变为热能。
无论是热传导、对流传热和辐射传热，都只是在有温差的情况下才能产生净的传热速率。
在实际情况中，三者经常是同时发生的，只在特定条件下，以上三种情况是单独发生。
2. 热传导2.1 傅里叶定律热传导是在固体或静止液体中热能传递的一种方式。
热力学第二定律：热量可以自发地由高温热源传给低温热源。
有温差就会有传热。
热传导过程可分为稳态传导和飞稳态传导。
在稳态传导过程中，物体中每一处的温度是不随时间变化的，因此物体中的温度场是空间的函数，即：T = f ( x, y, z) 。
在非稳态传导过程中，物体中各处的温度是时间和空间的函数，即:T = f ( x.大量实验表明，导热速率与温度梯度及热流通过的截面积是成比例的。
不过,一样。
对于各向同性的物体，可以表示为:其中Q k为导热速率，单位为 W 入为导热系数，w/(m. C); A 为截面积，单 位为m ;汀是温度梯度。
单位面积的导热速率称为导热流密度：q k = Qk - - ■ TA cn2.2平板热传导2.3 多层平板热传导3.2.4通过圆管及球体的热传导4二’(人込)1 13 .3对流换热3.3.1 牛顿冷却定律对流传热主要是运动着的流体与同它接触的固体表面之间的换热。
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传热学基础知识1.2.1 传热的基本方式热量总是从高温物体传到低温物体，传热学的任务就是研究热传递的规律。
热传递的现象很多，但可归纳成三种基本的传热方式，即导热、对流和热辐射。
常用以下两个物理量来表征热传递的强弱：热流量Q ——单位时间内通过某一传热面的热量，W/s ；热流密度q ––––单位时间内通过单位面积的热量，W/(m 2∙s) 。
1．导热热量从物体中温度较高的部分传递到温度较低的部分，或者从温度较高的物体传递到与之接触的温度较低的另一物体的过程称为导热（又称热传导）。
从微观角度来看，气体、液体、固体的导热机理是有所不同的。
气体中，导热是气体分子不规则热运动时互相碰撞的结果，气体的温度较高，其分子的运动动能越大，不同能量水平的分子相互碰撞的结果，使热量从高温处传到低温处；液体或固体是通过它们的微观粒子在其平衡位置附近的振动而形成弹性波来传递热能；金属则主要依靠自由电子的扩散作用产生热能传递。
传热学研究的范围只是以宏观方法去研究导热过程，通常只使用宏观量把导热过程与物体的温度分布联系起来。
分析一维导热过程的基本公式是傅里叶定律。
考察如图1.5所示的平板，假设两个表面均维持均匀温度，对于x 方向上任意位置一个厚度为dx 的微元层，根据傅里叶定律，单位时间通过该层的导热热量与其温度变化率及平板面积F 成正比，即：dxdt F Q λ-= 式中，λ为比例系数，称为导热系数（也称热导率），单位W/（m∙℃）。
负号表示热量传递的方向同温度升高的方向相反。
图1.5 通过平板的导热假设λ不随温度变化，将上式积分，可得：δλtF Q ∆-=式中 δ——平板厚度，m ；∆t ——平板两边的温度差，℃ 。
该式又可表示为：F tQ λδ∆=把它与电学上的欧姆定律I=R U相比，可以看出它们在形式上是类似的：传热量Q 对应于电流强度I ，温差∆t 对应于电压U 。
于是Fλδ对应于电阻R ，它表示了热量传递路径的阻力，称为热阻，记为R t 。
与串联电路的总电阻计算方法相仿，对于几个环节构成的传热过程（如多层平板导热），总的热阻等于各分热阻之和。
导热系数λ是表征导热性能优劣的参数，不同材料的导热系数值不同，即使是同一材料，导热系数值亦随温度而变。
例如纯铜的导热系数为395W/（m∙℃）；碳钢为36.7W/（m∙℃）；空气为0.0259W/（m∙℃）；水为0.0559W/（m∙℃）。
一般而言，λ金属＞λ液＞λ气 。
对于更复杂的情况，例如有内热源的三维导热，可以通过分析物体内部某个微元体的热量平衡推导出普遍适用的导热微分方程。
稳态工况下导热微分方程的一般形式为：0='''+∇⋅∇q T λ式中为释热率，W/m 3。
公式左端第一项表示从微元体表面传导出去的热量（差一负号），第二项表示微元体内产生的热量，因此该式实际上体现了能量守衡的关系。
导热微分方程是2． 对流和对流换热对流是指流体各部分之间发生相对位移，从而把热量从一处带到另一处的热传递现象。
对流仅能发生在流体中，而且必然伴随有导热现象。
工程上常遇到的不是单纯的对流方式，而是流体流过另一固体表面时对流和导热联合起作用的热量传递，称为对流换热。
本节重点讨论对流换热。
流体流过固体表面，当流体和固体温度不同时，它们之间必然会发生热量传递。
紧贴固体表壁处总有一薄层流体作层流流动，其中垂直于壁面的方向上仅有分子能量的传递，即只存在导热，而层流薄层以外的区域，热量的传递主要依靠对流。
对流换热的基本计算式为牛顿冷却公式：Q = αF （t w -t f ）式中 F ——与流体接触的壁面面积，m 2；α——对流换热系数，W/（m 2∙℃）；t w ——壁面温度，℃；t f ——流体平均温度，℃。
由对流换热公式可导出对流热阻FR t α1=。
对流换热有多种类型，见表1.3。
表1.3 对流换热的类型求解对流换热问题，关键是求出对流换热系数α，而它与许多因素有关，一般只能通过实验得出各种特定条件下适用的计算表达式。
影响对流换热的因素有五个方面：(1) 流体流动的原因流动分为强迫流动和自然流动两类。
凡受外力的推动（如鼓风机或泵）而引起的流体流动，称为强迫流动；原来静止的流体，由于内部温度不平衡，因而流体各部分之间产生密度差，由此引起的流动称为自然流动。
强迫流动和自然流动具有不同的换热规律，计算对流换热的方法也有所不同。
(2) 流体的流态流体的流态分层流和紊流。
由于两种流态的机理不同，热传递的规律也随之而异。
层流时，热传递主要依靠互不相干的流层之间的导热；紊流时，除紧贴壁面的层流底层外，流体沿壁面法线方向产生对流作用而使热传递增强。
(3) 流体有无相变发生在某些换热过程中，参与换热的液体因受热（或放热）而发生沸腾（或凝结）。
流体有相变的换热过程与无相变的对流换热过程有很大差别。
在相变过程中，流体温度基本保持相应压力下的饱和温度而不变，这时液体与壁面间的换热量等于流体吸收或放出的潜热，同时汽液两相的流动情况也不同于单相流动，所以有相变时与无相变时的换热条件大不一样。
对同一种液体，有相变时的换热强度要大得多。
(4) 流体的物理性质不同流体如空气、水和油等，它们的物理性质不同，例如在温度和速度完全相同的水和空气中，物体被加热或冷却的快慢速度相差甚大。
这主要是因为水和空气的导热系数λ相差悬殊，以致边界层中的导热热阻不同，从而影响了换热系数α。
此外，流体的动力粘度μ和密度ρ通过Re数而反映出流体的流动情况是层流还是紊流，进而影响换热系数α。
又如流体的比热C P的大小能确定流体吸放或放热后的温度变化，从而与边界层中的温度梯度有关，当然对换热强度也有影响。
(5) 换热面的几何因素它包括换热面的形状、大小以及换热面在流体中的相对位置。
换热面的形状和大小不同，就会影响流体在换热面附近的流动情况。
例如，流体横向绕流圆柱体，尾部产生漩涡现象，流动情况与管内流动就完全不同，这些因素都会影响对流换热规律。
3．热辐射一切物体都有辐射粒子（光子）的能力，辐射粒子具有的能量称为辐射能。
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就是热辐射。
自然界中各个物体都不停地向空间发出热辐射，同时又不断地吸收其他物体发出的热辐射。
辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递，这就是辐射换热。
当物体与周围环境处于热平衡时，辐射换热量等于零，但这是动态平衡，辐射与吸收过程仍在不停地进行。
热辐射可以在真空中传播，而导热和对流换热这两种热传递方式只能在有物质存在的条件下才能实现。
当两个物体被真空隔开时，例如地球与太阳之间，导热与对流都不会发生，只能进行辐射换热，这是热辐射的一个特点。
另一个特点是辐射换热不仅产生能量的转移，而且还伴随着能量形式的转化，即发射时从热能转换成辐射能，而被吸收时又从辐射能转换为热能。
实验表明，物体的辐射能力与温度有关，同一温度下不同物体的辐射与吸收本领也大不一样。
一种称做绝对黑体（简称黑体）的理想物体在同温度的物体中具有最大的辐射本领和吸收本领。
黑体在单位时间内向所有方向辐射出的热量称为辐射力E ，它由斯蒂芬—玻尔兹曼定律计算：E=σ0 FT 4式中 F ——物体的辐射表面积，m 2；σ0——黑体辐射常数，也称斯蒂芬—玻尔兹曼常数，其值为5.67×-8W/（m 2∙k 4）； T ——表面的绝对温度，K 。
实际物体的辐射能力小于同温度下黑体的值，其计算可以采用斯蒂芬—玻尔兹曼定律的经验修正形式：E=εσ 0 FT 4式中，ε称为该物体的黑度（又称发射率），与物体的种类及表面状态有关，其值总是小于1。
在压水堆稳态工况下，堆内的温度不是很高，辐射换热量相对于导热和对流小得多，一般可以忽略不计。
但在事故工况下，堆内可达到相当高的温度，就要考虑热辐射的作用了。
4．传热过程在换热设备中，需要交换热量的冷、热流体一般分别处于固体壁面的两侧，热量由壁面一侧的流体穿过壁面传到另一侧的流体中，这个过程称为传热过程。
传热过程包括三个串联的环节。
第一个环节是高温流体传热给壁面，属对流换热；第二个环节是热量从固体的一侧传到另一侧，属导热；第三个环节是另一壁面传热给低温流体，属对流换热。
传热过程的基本计算公式为：q = k ∆t （1-1）式中，k 为传热系数，W/(m 2∙℃) ；∆t = t f1 –t f2 ，即两侧流体的温差。
流体的温度比较容易测量，因此求解上式的关键在于计算k 。
下面以平板的传热过程为例分析如何推导k 。
图1.6 平板传热过程[方法一] 由各环节的传热方程式推导。
111αqt t w f =- δλ/21q t t w w =- 222αq t t f w =-三式相加得：)11(2121αλδα++=-q t t f f 把它与式（1-1）比较，可得： 21111αλδα++=k[方法二] 利用热阻的概念。
传热过程的三个环节相当于三个串联的热阻：1/α1 δ/λ 1/α2根据欧姆定律，总热阻为：2111αλδα++=t R 又从式（1-1）可知： kR t 1= 所以 21111αλδα++=k1.2.2 单相流体的对流换热在核电站的许多系统，如反应堆堆芯的燃料棒束通道中以及蒸汽发生器或凝汽器的传热管内，水与壁面之间的传热都是单相流体的强迫对流换热。
2Pr Re 8.01c e D c λα= 式中 α——对流换热系数，W/(m 2∙℃)λ——流体的热导率，W/(m∙℃)D e ——流道的当量直径，其中UA D e 4=，A 为流道截面积，U 为湿润周界； Re ——雷诺数，μρe VD =Re V ——流速，m/sρ——流体密度，kg/m3μ——流体动力粘度，kg/(m·s)Pr ——普朗特数，λμp C =Pr C p ——流体的定压比热，J/(kg·℃)。
c 1和c 2为常数。
对于管内流体与壁面的传热，c 1＝0.023，c 2＝0.4。
在反应堆堆芯中，燃料棒成栅格排列，每四根燃料棒构成一个棒束栅元，冷却剂在其中流动，形成一个水力流道（如图1.7）。
对于这种情况，024.0042.01-=dl c ，312=c ，其中l 为燃料棒中心距，d图1.7 棒束栅元从图中可见，流道的截面积等于正方形面积减去一根燃料棒的截面积，湿润周界为四条1/4燃料棒周长之和，即等于一根燃料棒的周长。
大亚湾核电站燃料棒外径d ＝9.5mm ，棒中心距为l ＝12.6mm ，因此一个棒束栅元的当量直径为m m 78.115.945.96.1244442222=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==ππππd d l U A D e 1.2.3 沸腾传热沸腾是一种重要的传热机理，它存在于蒸汽发生器、稳压器的电加热器表面等传热设备之中。