传热学在高新技术领域中的应用
传热学在核电站中的关键应用

传热学在核电站中的关键应用随着世界能源需求的增长和环境问题的凸显,核能作为一种清洁能源被广泛应用,核电站作为核能的主要发电方式之一,有着巨大的潜力和重要性。
在核电站中,传热学被广泛应用于热交换过程的优化和安全性的保障。
本文将着重讨论传热学在核电站中的关键应用,以及其对核电站的运行和效率的影响。
一、燃料元件的传热优化核电站的核反应堆中,燃料元件是进行核能反应的重要组成部分。
燃料元件需要保持在适宜的温度范围内,以确保核反应事故的安全性和可靠性。
传热学可以帮助优化燃料元件的结构和材料,以提高传热效率和降低温度梯度。
例如,核电站燃料元件通常采用的导热材料可以通过传热学的研究,进行热导率和导热系数的优化,进而提高能量的传输效率。
此外,传热学也可以通过研究燃料元件的内部传热机制,帮助减少热点的出现,避免燃料元件的过热和熔化,从而提高核能发电系统的可靠性和安全性。
二、冷却剂的循环与分析核电站中的冷却剂在热交换过程中起着关键作用。
传热学可以帮助优化冷却剂的循环,以提高冷却剂的传热效率和降低能耗。
通过研究冷却剂在管道内的传热规律和流体力学特性,可以选择合适的冷却剂循环方案,以防止冷却剂在管道中的混合和积聚,避免热点的产生和冷却剂的局部过热。
此外,传热学也可以通过数值模拟和实验分析,对冷却剂的流动和传热特性进行研究,以提高冷却剂的传热效率和稳定性。
这些优化措施可以提高核电站的热效率和运行安全性,减少能源的浪费和环境的污染。
三、余热回收与热力优化核电站在发电过程中会产生大量的余热,如果不能有效地利用这些余热,将导致能源的浪费和环境的负担。
传热学可以帮助实现核电站余热的回收与利用,以提高整体能源的利用效率。
通过传热学的研究,可以选择合适的余热回收技术和设备,对余热进行回收和再利用。
例如,可以利用余热进行蒸汽发生器的加热,或者将余热导入其他工艺过程中进行热能转换。
此外,传热学还可以通过热力优化和系统分析,对核电站的余热回收过程进行优化和改进,以提高能源的利用效率和经济性。
传热学在工程领域中的应用

传热学在工程领域中的应用传热学在工程领域中扮演着重要的角色。
因为温度和热量都是重要的物理量,特别是在许多工业和制造过程中。
由于物质和能量的转移和利用,热传导、对流和辐射是相关的传热现象,它们的掌握对于工程师们来说是至关重要的。
传热学的应用与工程领域密不可分。
例如,空调和供暖系统的设计与运作都依赖于传热学。
此外,工人和机器也经常面临着高温或低温环境,这时传热学就会发挥重要的作用。
在冶金工业中,用于冶炼金属的熔炉和反应器也需要合理地掌握传热学。
这些设备中温度变化很大,不仅需要合理的传热设计,充分考虑热量损失和散失,也需要安全性能的保证,避免温度过高引起的危险。
当考虑到热传递和传热性能交互作用的时候,传热学的应用就更广泛了。
例如,在内燃机和发电机中,冷却是非常重要的。
由于发动机产生的高温,冷却液需要通过相应的管道流动来吸收和分散热量,以避免损坏发动机的关键零件。
发电厂也需要合理地控制传热现象,以尽量减少能量损失。
传热学的应用还延伸到食品和医疗领域。
在食品制作和处理过程中,热量的转移和控制也是必不可少的。
许多医疗设备也需要合理的传热设计,以确保运作安全和性能稳定。
在工业制造领域中,合理的传热设计和传热性能也是必不可少的。
例如,在装备生产、化工和机械制造等领域,需要对固体、液体和气体之间传递热量的过程进行精确的掌握,以确保工作效率的最大化和成本的最小化。
总之,传热学在工程领域中的应用非常广泛,在不同领域中有不同的应用方式和方法,这些掌握和应用都离不开对物理基础的深入理解。
高效的传热控制是各种设备和工艺的关键,科学合理的传热设计、控制和优化将在工程中发挥越来越重要的作用。
传热学研究新领域

PART 2
微型燃气轮机
微型燃气轮机
将一个完整的发电装置集成到 一个毫升级立方厘米级的体积 内,系统外形尺寸为厘米级,关 键部件的特征尺寸为毫米级。 为未来野外工作人员提供长时 间供能,代替锂离子电池。
分子模拟
从分子——原子水平模拟对象的微观状态与宏观性质
MC(Monte Carlo)方法
通过实现与某种特定概率相一致的系统位形的随机变化, 经统计计算求得系统的热力学和理化参量,具有随机性, 适用于计算状态量。 MD(Molecular Dynamics)方法 通过求解受分子间力和外加系统作用的分子牛顿运动方 程,计算系统中分子的时间演进量,具有确定性,适用 于计算输运量。
材料分类 (1)碲化铋及其合金:这是被广为使用于热 电致冷器的材料,其最佳运作温度<450℃。 (2)碲化铅及其合金:这是被广为使用于热 电产生器的材料,其最佳运作温度大约为 1000℃。 (3)硅锗合金:此类材料亦常应用于热电产 生器,其最佳运作温度大约为1300℃。
与信息科学的交叉-纳米计算机
我们有理由相信在不久的将来传热学这门学科将会渗透 到我们生活中的各个领域,并在某些关键技术环节起到至 关重要的作用。
感谢聆听
航空航天:在航空航天领域,航天飞机表面材料要求 绝热良好;卫星上装有的太阳能吸收装置能提供卫星 工作所需的部分能量。
生物医学:传热学广泛应用于 激光手术、移植器官冷冻储存、 疾病热诊断等技术中。
计算机领域近年用于高端服务器和桌面工作 站的新型空气冷却装置的冷却能力也已经达 到l05w/m2。传热学的应用加强了芯片的散 热。
采用向心透平、离心式压气机 以及回热循环,具有高效率、低、 和未燃尽的碳氢化合物排放、 体积小、重量轻、适用燃料范 围广。
第6章传热机理与热流速率方程

▪ 注意掌握正确的学习方法和解题思路。 ▪ 注重对基本物理概念的理解,学会正确运用这些
概念,而不能仅满足于背诵概念的内容。
▪ 正确的解题步骤包括:细致地审题;判断问题所 属的类型;应该做出哪些合理的假设,以便使问
题得到简化,但又不歪曲问题的本质;选用恰当 的计算公式求解,并对相关问题进行深入的分析 讨论。
▪ 航天工程与超低温中的超级绝热材料表观导热系数 只有 (0.1~0.5)×10 4 W/(mK),且一般具有各向异性的特点。
▪ 材料导热系数随温度的变化可表示为以下的线性函数 :
λ= 0 (1+bt)
0 代表0℃时材料导热系数的理论值,b 表示导热系数的温度
变化率。
21
▪ 热扩散率,也称为导温系数。表示在加热或冷却过程中物
▪ 常用术语、概念 温度场,温度梯度,稳态温度场 ,非稳态温度场 或 瞬态温度场 ,一维温度场 ,等温面 ,等温线 等。
等温线(面)的基本性质。
16
▪ 物体内任意点P温度变化率最大的方向位于等温线的法线 方向上。称该最大温度变化率为温度梯度,记做 grad t
grad t t n t i t j t k n x y z
17
▪ 通过大平壁的热流量(传热速率)
与两侧表面的温度差和传热面积成
正比,而与平壁的厚度成反比 Φ qA A t1 t2 AΔ t
A d t
dx
或者
q d t
A dx
▪ 该式称为 傅里叶定律 。
式中:q 为导热的热流密度,表示通过单位导热面积的导热热流
量,W/m2; 是壁面的导热系数,表明材料导热能力的大小,
▪ 强迫对流 ▪ 自然对流
▪ 对流换热的热流速率方程是 Φ hA tw tf
沸腾传热技术在能源领域的应用

沸腾传热技术在能源领域的应用随着科技的不断进步,在能源领域,沸腾传热技术已经成为了必不可少的一种技术手段。
所谓沸腾传热就是热量通过热液体表面产生的沸腾现象向介质传递。
这种方法能够在提高能源利用率的同时,也能够提高生产效率,减少能源消耗。
本文将着重介绍沸腾传热技术在能源领域的应用。
一、沸腾传热在换热器中的应用换热器是能源领域中广泛使用的一种设备。
而沸腾传热技术在换热器中的应用也越来越多。
通过沸腾传热技术,可以极大地提高换热器的换热效率,降低能源的消耗。
另外,在太阳能热水器、电站锅炉、汽车发动机等领域中,也广泛使用着换热器。
二、沸腾传热在太阳能领域中的应用太阳能的利用是一种可持续发展的能源形式。
在太阳能的利用过程中,沸腾传热技术也扮演着重要的角色。
太阳能热水器就是一种应用沸腾传热技术的典型例子。
其工作原理是通过太阳能将水加热至一定温度,当水温达到一定程度时,水中的液体开始沸腾,从而将热量释放出来。
通过这种方式,可以将太阳能转化为电能和热能,实现太阳能利用的最大化。
三、沸腾传热在核能领域中的应用沸腾传热技术在核能领域中也有着广泛的应用。
在核电站中,沸腾传热技术可以将反应堆中的热能传递至蒸汽发生器中。
蒸汽发生器中的液体经过沸腾传热后,能够将热能转化为电能。
在核电站中,沸腾传热技术的应用可以大大提高电站的效率,也能够减少燃料的消耗。
四、沸腾传热在航空航天领域中的应用作为一种重要的先进技术,沸腾传热在航空航天领域中也有着广泛的应用。
例如在火箭发动机喷气式比冲优化、超音速输运器导热保护等方面,沸腾传热技术都有着很好的应用前景。
此外,还可以利用沸腾传热技术研究高温高压环境下材料的物理化学特性,提高航空航天技术的发展水平。
总之,沸腾传热技术在能源领域的应用非常广泛。
它可以帮助各个领域提高生产效率,减少能源消耗,从而实现节能减排的目标。
未来,随着科技的不断发展,沸腾传热技术在能源领域中的应用还将有更加广阔的前景。
浅析传热学在高新技术领域的应用

Hale Waihona Puke 有的工业部门 , 也渗透到农 业 、 林业等许多技术部 门中。可以说 除 诊断与 高温治疗 , 激光 和超低 温外科手术 , 人体 器 官移 植与 冷冻 胚胎 的低温保存 , 烧伤、 烫伤 和冻 伤的 临床 治疗及康 复等 。 了极 个别 的情 况以外 , 很难发 现一个行业 、 部 门或者工业 过程 和 贮存 ,
航天飞 机极端复杂 的气动热环 境以及要求 该防热 系统必 须能够 太 阳能热利用 就必须妥 善地解决低 能量密度 情况 下热能 的有效
重复使用造成 的。要知道 , 在航天飞机重返大气层 的时候 , 其表面 采集和转换 , 以及 因昼夜更替 、 气候变化带来 的贮能问题。再 比如 所受 的高温 达 1 6 5 0 ℃ !在这样严 酷的情况下要 能够保证 飞行安 地 球 上蕴 藏海 洋 温差 能 的海 域达 到 6×1 0 7 m ,发 电能 力 达到
全, 内部的人员 、 设备不受任何干扰 , 可见有效 的热防护措施多么 l O 1 2 W 量级 。 但是可利用的温差仅 l 5 — 2 5 ℃, 要在这样 小的温差下
充 分利用这 个巨大的能源 , 非得 有换热效率极 高的热交换设备不 2 多孔介质 中的传热传质是 当今传热学科很 活跃的一个前沿领 可 。
学科在很多高技术领域 已经发挥着重要的和无法替代 的作用 。
控制体系。加之生物体 内的传热温 差通 常非常小 , 生物材料 的特
人类 征服天空 和宇宙空 间的不懈努 力 以及 所取得 的 巨大 成 性随 民族 、 年龄 、 性别 和身体状况等 因素各不相 同。可以说 , 生物 果, 是 当今世界上各领域高技术 、 新材料研 究最集 中的体现 。其 中 系统的传热规律是 自然界最复杂的传热现象 之一 。 传热学所起的作用功不可没 。据美国航空 和宇宙航行局所作的技
传热学在机械制造方面的应用

传热学在机械制造方面的应用IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】传热学在机械制造方面的应用[摘要]:传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。
传热现象在我们的日常生活中司空见惯,早在人类文明之初,人们就学会了烧火取暖。
随着工业革命的到来,蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现,传热研究更是得到了飞速的发展被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。
当今世界,国与国之间的竞争是经济竞争.而伴随着经济的高速发展,也带来了资源、人口与环境等重大国际问题,传热学在促进经薪发展和加强环境保护方面起着举足轻重的作用。
现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。
如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却等。
[关键词]:热传递,传热学,机械领域,发展趋势1传热学传热学概念通常被称为热科学的工程领域包括热力学和传热学[1]。
传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后者只讨论在平衡状态下的系统。
这些附加的定律是以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。
传热学是研究不同温度的物体或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。
传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。
例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热学问[2]。
传热学发展传热学作为学科形成于19世纪[2]。
在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。
对流换热的真正发展是19世纪末叶以后的事情。
1904年德国物理学家普朗特的边界层理论和1915年努塞尔的因次分析,为从理论和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础。
1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处。
传热学的发展与应用

传热学的发展与应用内燃0802 陈佳08摘要:热传递现象无时无处不在,它的影响几乎遍及现代所有的工业部门,也渗透到农业、林业等许多技术部门中。
传热学虽然从诞生至今不过二百多年的时间,但其应用已非常广泛。
随着热量理论体系……关键词:传热学发展简史工程应用热传递现象无时无处不在,它的影响几乎遍及现代所有的工业部门,也渗透到农业、林业等许多技术部门中。
传热学虽然从诞生至今不过二百多年的时间,但其应用已非常广泛。
随着热量传递理论体系的日趋完善、内容的不断充实,传热学已经成为现代技术科学中充满活力的主要基础学科之一。
因此,我们有必要了解一下传热学的发展简史及其在工程上的应用。
一、传热学的发展简史1.导热1798 年伦福特钻炮筒大量发热实验;1799 年戴维两块冰块摩擦生热化成水的实验。
19 世纪初,兰贝特、毕渥、傅里叶等都从固体一维导热的试验入手研究;1804 年毕渥根据试验提出:单位时间通过单位面积的导热量正比于两侧表面温差,反比于壁厚,比例系数是材料的物理性质;1807 年傅里叶:特别重视数学工具的运用,把实验与理论结合起来,提出求解微分方程的分离变量法和可以将解表示成一系列任意函数的概念,得到学述界的重视;1822 年论著《热的解析理论》完成了导热理论的任务,提出的导热基本定律“傅里叶定律”,导热微分方程,傅里叶级数正确地概括了导热实验的结果。
使他成为导热理论的奠基人。
2.对流1823 年纳维:提出不可压缩流体流动方程;1845 年,英国斯托克斯,将其修改为纳维—斯托克斯方程,形成流体流动基本方程;1880 年,雷诺提出一个对流动有决定性影响的无量纲物理量雷诺数。
通过实验发现:管内层流→ 湍流转变时,雷诺数在 1800~2000 之间;1881 年洛仑兹自然对流解;1885 年格雷茨和 1910 年努塞尔获得管内换热的理论解;1904 年普朗特提出边界层概念;1916 年努塞尔又获得凝结换热理论解;1909 年和 1915 年努塞尔的论文对强制对流和自然对流的基本微分方程及边界条件进行量纲分析获得了有关无量纲数之间的准则关系;1921 年波尔豪森又引进了热边界层的概念;1930 年波尔豪森与数学家施密特,贝克曼合作,成功地求解了坚壁附近空气的自然对流换热。
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传热学在高新技术领域中的应用摘要:热传递现象无时无处不在,它的影响几乎遍及现代所有的工业部门,也渗透到农业、林业等许多技术部门中。
本文介绍了航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域在不同程度上应用传热研究的最新成果。
可以说除了极个别的情况以外,很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。
不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识,而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。
在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。
一、在航空航天、核能、微电子领域的应用(1)人类征服天空和宇宙空间的不懈努力以及所取得的巨大成果,是当今世界上各领域高技术、新材料研究最集中的体现。
其中传热学所起的作用功不可没。
据美国航空和宇宙航行局(NASA)所作的技术分析,美国航天飞机的技术关键只有一个半,这半个是大推力的液氢—液氧火箭发动机(其中自然与传热有密切的关系),而那一个关键则是所谓“热防护系统”(TPS),即指以航天飞机外表面的防热瓦为主的整个热防护结构。
它被视为可反复使用的航天飞机成败的最大关键。
之所以把热防护系统提到如此重要的地位,是由于航天飞机极端复杂的气动热环境以及要求该防热系统必须能够重复使用造成的。
举几个数字为证:航天飞机在地球轨道上将反复地经受因太阳直接辐照产生的高温和进入地球阴影时面对接近0K的宇亩空间导致的低温,变化范围达到-157—55℃,同时还要经受1.33×10-4Pa的高真空环境;在以7.5km/s的速度从120km高度重返地球大气层时,飞行器表面的热流密度大约达到 2.5×105W/m2,机翼前缘和头锥帽上的温度高达1650℃!除此之外还必须能够经受太阳紫外线、高能粒子和微陨石可能的撞击。
在这样严酷的情况下要能够保证飞行安全,内部的人员、设备不受任何干扰,必须采取特殊有效的热防护措施,为此先后研制成功并投入使用的第一代低温陶瓷防热瓦(LRSI)LI—900、第二代高温陶瓷防热瓦(HRSI)LI—2200以及较晚研制成功的由氧化硅纤维和氧化铝纤维组成的第二代陶瓷瓦HTP是这一系统的核心。
(2)红外辐射除了可以用于工业加热和物料干燥之外,红外测试技术还具有不干扰、不破坏原有温度分布的突出优点,因而在资源勘查、农作物估产、环境监测、火灾防护、医疗诊断,甚至刑事案件的侦破和军事侦察、跟踪等许多高技术领域当中扮演着重要的角色。
(3)多孔介质中的传热传质是当今传热学科很活跃的一个前沿领域。
所谓多孔介质是以自然形态存在的一类特殊材料,如土壤的闭粒结构,很多建筑材料,如混凝土、砖、砂石等,生物材料,像人和动物的组织、脏器和皮肤等。
它们一般是由固体骨架或固体颗粒堆积组成的多相体系,其中的质量、动量和热量的传递规律是揭开很多大自然秘密的关键因素。
燃气轮机高温叶片的发散冷却技术,石油热采,地热利用中地下热储的热量传递,利用土壤岩层进行蓄热、蓄冷,化工反应器如固定床和催化剂填充床中的传热传质过程,核废料在地下的安全存放,生物体和食品的贮存保鲜技术,城市污水及工业废水的排放、扩散(注入或渗入地下)与控制,农作物的节水灌溉技术,谷物的长期存贮(冷却及干燥)等均属于多孔介质传热传质研究的范畴。
人们还发现多孔材料常常是性能优良的强化传热传质媒体和隔热性能良好的热绝缘材料。
为此已设计生产出各种“模拟的”人造多孔体材料,用它们制造换热设备以达到强化传热的目的,或者制造用于极低温度环境下的超级隔热材料。
二、在生物医学工程、环境工程领域(1)生物传热学是近年才发展起来的新兴传热学科分支。
虽然远末达到完善的程度,却已经显示出强大的生命力和令人鼓舞的应用前景。
它是由生物学、临床医学和传热学多个学科领域交叉形成的一门新学科,其目的在于通过把传热学的基本原理和研究方法、手段引入到生物和医学工程领域中,探讨物质和能量在生物体内的传输规律,以便为诸多至今末解开的生物医学难题寻求有效的解决方案。
比如人体器官、组织及皮肤癌变的热诊断与高温治疗,激光和超低温外科手术,人体器官移植与冷冻贮存,胚胎的低温保存,烧伤、烫伤和冻伤的临床治疗及康复等。
除此以外,摸清生物传热的基本规律还可以为开发各种热疗和热诊断用的仪器设备奠定必要的理论基础。
研究生物传热的困难在于生物组织本身的结构极其复杂,它们一般既是各向异性体,又是多相体、多孔体,同时还存在因生物代谢产生的内热源。
生物体内有很多血管,要确定因血液灌流导致的热量传递是非常困难的。
而且几乎所有的动物、甚至一些植物都具备通过中枢神经系统来感知和调节自身温度的能力,这是一套极复杂的温度传感和控制体系。
加之生物体内的传热温差通常非常小,生物材料的特性随民族、年龄、性别和身体状况等因素各不相同。
(2)以化石燃料(煤炭、石油和天然气)为主构成的常规能源终将耗尽,而且已经为期不远。
以太阳能、地热能、海洋能(包括海洋温差和波浪能)以及效率更高的发电方式,如氢燃料电池、磁流体发电乃至可控核聚变为代表的新能源总要逐步走向前台,成为人类的主要消费能源。
这些新型能源的获得、转换和使用都要以传热学的基本原理为指导。
可以预计,这些新型能源技术的逐步完善一定会极大地推动传热学科的进一步发展。
比如太阳能热利用就必须妥善地解决低能量密度情况下热能的有效采集和转换,以及因昼夜更替、气候变化带来的贮能问题。
再比如地球上蕴藏海洋温差能的海域达到6×l07m2,发电能力达到1012W量级。
但是可利用的温差仅15—25℃,要在这样小的温差下充分利用这个巨大的能源,非得有换热效率极高的热交换设备不可。
(3)以计算机芯片为代表的微电子元器件发展迅速,随着芯片体积微型化,线宽迅速下降,芯片表面的热流密度已经超过l06w/m2,因此有“热障”之说,这对微型化高效冷却技术提出了极高的要求。
近年用于高端服务器和桌面工作站的新型空气冷却装置的冷却能力也已经达到l05w/m2。
(4)现代的机械加工工艺已经不限于传统的车、钳、铣、刨,像激光钻孔、激光切割这类高热流、超短时间的新型加工手段已经用于石油钻井管等一些有特殊要求的场合,并取得了良好的技术和经济效益。
这类特殊加工方式所涉及的热量传递问题己不能再用传统的导热理论来分析,而必须加入对热量传输速度的考虑,这类问题被称为“非博里叶导热”。
(5)环境与发展是当今全世界各国普通关注的两大问题。
为了快速发展经济,不合理地甚至掠夺式地开发自然资源,以及在工业化初期对各种污染处理不当或者未加处理就任意排放的现象十分普遍,造成的后果是极其严重的。
环境污染主要由大气污染、水体污染和固体废物污染构成。
仅就大气污染而言,主要包括气溶胶状态污染物(指固态、液态粒子利它们在气体中的悬浮物)、硫化物、氮氧化物、碳氧化物和碳氢化合物。
气溶胶按粒径大小又分为总悬浮颗粒物、飘尘、降尘和可吸入粒子,这些都是评价大气质量的主要指标,同时也是对人身健康构成威胁的丰要因素。
值得注意的是,这些类型的气溶胶几乎都是在燃烧、雾化、冷凝或凝结、凝聚、蒸发、升华等与传热有密切关系的过程中形成的。
硫化物、氮氧化物和碳氧化物则基本上来自化石类燃料的燃烧和矿石的焙饶、冶炼过程。
所以,控制并最大限度地减少这些污染物离不开对传热学原理的正确掌握和运用。
(6)中国是水资源严重不足的国家,人均占有量不到世界平均水平的四分之一,干旱地区甚至只有几十分之一。
中国正处于经济高速发展时期,电力、冶金、化工、建树等部门都是耗电耗水大户,这是一个巨大的矛盾。
在严重缺水地区建设空冷电站,在工业企业中改传统的水冷(湿冷)为蒸发冷却和空气冷却(干冷)是从根本上解决水资源短缺问题的重要途径,同时具有明显的环保效益。
江河湖海不仅提供用水,同时也是保证人类生存环境,维持生态平衡的重要因素。
无节制地排放未经适当处理的工业用水不仅造成水域的化学污染,还将构成局部水域的“热污染”。
三、在新能源领域(1)随着航天技术水平的不断进步,低温领域研究的重要性变得日益重要起来。
在卫星、火箭燃料、航天飞机及其所携带的红外遥感和电子设备上,在航天器的地面模拟装置等方面,均需要用到低温技术和相应的装备。
考虑到未来超导技术的大规模应用前景和氢气作为清洁能源成为车辆的主要燃料,低温技术的应用范围将更加广阔。
仅就目前阶段的主要应用—航天方面而言,对材料和技术水平的要求已经相当高。
(2)军事领域里用到的传热知识更是数不胜数。
从历史上看,相当多的传热技术是从军事用途开始发展并逐步走向完善和大规模应用的。
例如战斗机燃气涡轮发动机的技术参数一贯代表这一领域的最高水平。
20世纪末,军用战斗机发动机的涡轮前燃气温度已经达到1750K,正在研制的新机型甚至达到1860K!若没有非常有效的冷却技术,这么高的温度是无法想象的。
再如红外摄像装置和传感器,最早也仅用于军事目的,像侦察用的夜视仪、导弹的红外跟踪寻的装置等。
现在高灵敏度的红外摄像仪已经大量用于和平目的,如大范围的火灾报警和防护、洪水的监视、资源勘查、环境保护(用装在人造卫星上的红外摄像机可以大范围地监视地面和海岸线等的污染状况)等。
此外,从地面军车到军舰、飞机、卫星,都离不开各种类型的高效换热设备。
参考文献:[1]刘静,王存诚.生物传热学.北京:科学出版社,1997,1—29][2]De J S,SPIE.1687,1992年,1687期,265页[3]孙兴国,生物医学中的热物理探索,1994年[4]秦大成,北京生物医学工程,1992年,9期,43页[5]徐云生,生物传热学基础,1990年。