热网计算原理与方法
[指南]电机通风散热计算简介
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电机通风散热计算简介一、电机通风散热计算目的和意义电机通风散热计算是电机设计的主要内容之一。
电机温升直接影响绕组绝缘寿命，从而关系到电机的运行寿命和可靠性。
现代电机设计多采用较高的电磁负荷，导致电机运行时的温升明显增大，因此，电机热分析显得尤为重要。
电机的热源来源于它自身的损耗，包括铁芯损耗，绕组损耗，机械损耗。
铁芯损耗包括铁芯中主要磁场变化时产生的铁芯损耗，这种损耗一般称为基本损耗。
包括定转子开槽引起气隙磁导谐波磁场在对方铁芯中引起的损耗，以及电机带负载后，由于存在漏磁场和谐波磁场而产生的损耗。
前者称为空载附加损耗，后者称为负载附加损耗。
绕组损耗包括电流在绕组中产生的损耗，这种损耗为基本铜耗。
包括电刷与集电环或换向器接触而产生的损耗，以及工作电流产生的漏磁场和谐波磁场在绕组中产生的损耗，前者称为接触损耗，后者称为绕组附加铜耗。
机械损耗包括轴承波擦损耗，电刷摩擦损耗，转子旋转时引起转自表面与气体间的摩擦损耗以及电机同轴的风扇所需的功率。
一般小型电机损耗所占比重：定子铜耗>转子铜耗>铁耗>机械损耗。
电机本身是一个热源的传导体，其热量传递过程主要是热传导和对流换热过程，即导热和对流的综合过程。
由传热的基础知识可知，上述过程与介质的导热系数和表面传热系数直接有关。
导热系数适当温度梯度为1时，单位时间内通过单位面积的导热量。
导热系数的大小与材料的性质有关，同一材料的导热系数随温度，压力，多孔性和均匀性等因素而变化。
通常温度是决定性因素。
对于绝大多数物质而言，当材料温度尚未达到融化或气化以前，导热系数可以近似地认为是线性规律变化，即：0(1)btλλ=+。
其中λ指温度为零时的导热系数b是由试验确定的常数。
气体固体液体的导热系数彼此相差悬殊。
一般情况下金属>液体>气体>绝缘材料。
由上述内容可知大型电机本身是一个由多种材料组合而成的组合体，它的发热过程较复杂，因而它的温升过程也较复杂，但在一定的容量下，各部分的温升是一定的，温度分布也是一定的。
第三章 供暖系统
第一节 供暖系统概述
• （二）蒸汽供暖系统的分类
• • 1、按起始压力大小 •
高压蒸汽供暖系统
低压蒸汽供暖系统
• • 2、按蒸汽干管布置的不同 •
上供式 中供式 下供式
第一节 供暖系统概述
• 1、散热器的布置 • （1）散热器设置在外墙窗口下最为合理。 • （2）楼梯间内散热器应尽量分配在底层，因此底层散热器所加热的
空气能自动上升，从而补偿上部的热损失。
• 2、散热器的安装 • （1）安装散热器时，有脚的散热器可直立在地上；无脚的散热器可 用专门的托架挂在墙上。 • （2）散热器的安装可分为明装、暗装。
散热器与附件
温度较高的热水通过散热器，以对流或辐射的方式将热量传递给室内
空气，使空气加热升温，以达到供热的目的。 • 1、对散热器的要求 • 总体要求：有较高的传热系数，足够的机械强度和承压能力；制 造工艺简单，材料消耗少，表面光滑，不积灰尘，易清扫，占地面积 小，安装方便，耐腐蚀，外形美观。
第三节 散热器与附件
自然循环系统——靠水的密度差进行循环 2、按系统循环动力分 机械循环系统——靠机械力进行循环
第一节 供暖系统概述
• （二）自然循环系统 • 1、自然循环系统的工作原理：
膨胀水箱
散热器 供水管路 热水锅炉 回水管路
第一节 供暖系统概述
• 工作原理： • 在系统工作前，先将系统中充满冷水。当水在锅炉内 被加热后密度减小，同时受从散热器流回来密度较大的回 水的驱动，使热水沿供水干管上升流入散热器。在散热器 内水被冷却，再沿回水干管流回锅炉。
热辐射原理和计算
公式
韦恩位移定律可以用数学公式表示为:λ_max = b / T，其中λ_max是辐射波长峰值，b是韦恩位移常数，T是绝对温度。
应用
韦恩位移定律广泛应用于天文学、气象学和工业热工技术中,可以帮助预测和分析不同温度下的辐射特性。
热辐射的计算方法
公式计算
利用热辐射定律,如斯蒂芬-玻尔兹曼定律、普朗克定律等,可以通过计算得出物体的辐射热量。
热辐射的热量计算
辐射热量公式
热辐射的热量可通过斯蒂芬-玻尔兹曼定律计算：Q = ε × σ × A × (T₁⁴ - T₂⁴)，其中Q为热量,ε为发射率,σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数,A为表面面积,T₁和T₂分别为两物体的绝对温度。
物体属性影响
物体的发射率和吸收率是影响热辐射量的重要因素。光滑表面和黑色物体通常具有较高的吸收率和发射率,而镜面和白色物体则相反。这些属性需要在计算中考虑进去。
光污染
城市照明设备和工业发出的热辐射可能会对动物和植物的生理节奏产生干扰,导致环境生态失衡。
温室效应
温室气体
温室效应是由人类活动排放的二氧化碳、甲烷等温室气体造成的现象。这些气体吸收和散射地表辐射,导致地球气温上升。
气温升高
温室效应导致全球平均气温持续上升,冰川融化,海平面上升,极端天气事件频发,对生态环境和人类社会造成严重影响。
灰体辐射
灰体辐射是一种非理想的热辐射,其辐射特性与黑体不同。灰体的辐射特性由辐射率(发射率)来描述,辐射率小于1。不同的材料和表面状态会有不同的辐射率,这是影响热交换的重要因素。
灰体的辐射功率可以通过斯蒂芬-玻尔兹曼定律和灰体的辐射率计算得到。相比理想的黑体辐射,灰体辐射功率会更小。
选择性辐射
选择性辐射是指物体只能对特定波长的光辐射吸收或发射,而不能对其他波长的光辐射产生反应的现象。这种现象与物体的物理化学性质密切相关,是热辐射行为中一个重要的特点。选择性辐射使得不同材料和表面能够有不同的辐射特性,从而在工程应用中可以得到广泛利用。
第二类热泵热力计算
第二类热泵热力计算摘要：一、第二类热泵热力计算的概述二、第二类热泵热力计算的基本原理1.热力学第一定律2.热力学第二定律3.热力学第三定律三、第二类热泵热力计算的关键参数1.热泵的制冷量2.热泵的功率3.热泵的能效比四、第二类热泵热力计算的实际应用1.空调系统2.热水器3.工业热处理五、第二类热泵热力计算的优化方法1.变频技术2.热泵系统的智能控制3.热泵的节能改造六、第二类热泵热力计算的案例分析1.空调系统的热力计算案例2.热水器的热力计算案例3.工业热处理的热力计算案例七、总结与展望正文：一、第二类热泵热力计算的概述第二类热泵热力计算是指根据热力学原理，对热泵系统的性能进行分析和评估的过程。
热泵是一种高效节能的设备，其工作原理是利用制冷剂在不同温度下的吸热和放热特性，实现热量的从低温热源向高温热源的传递。
第二类热泵热力计算在空调、热水器、工业热处理等领域得到了广泛的应用。
二、第二类热泵热力计算的基本原理1.热力学第一定律热力学第一定律表明，能量守恒，即系统内的能量变化等于系统从外部吸收的热量与系统对外做的功之和。
在热泵系统中，通过制冷剂的吸热和放热，实现热量的传递。
热力计算中需要根据第一定律计算系统内的能量变化，以评估热泵的性能。
2.热力学第二定律热力学第二定律描述了热力学过程的方向性。
在热泵系统中，通过制冷剂的循环，实现热量的从低温热源向高温热源的传递。
热力计算中需要根据第二定律分析热泵过程的不可逆性，以及由此产生的熵增。
3.热力学第三定律热力学第三定律表明，在绝对零度时，物质的熵趋向于零。
在热泵系统中，制冷剂在低温热源处的吸热过程需要接近绝对零度，因此热力计算中需要考虑热力学第三定律的影响。
三、第二类热泵热力计算的关键参数1.热泵的制冷量热泵的制冷量是指热泵系统在单位时间内从低温热源吸收的热量。
在热力计算中，需要根据制冷剂的吸热和放热特性，以及系统的工作条件，计算制冷量。
2.热泵的功率热泵的功率是指热泵系统在单位时间内消耗的电能。
供热基础知识培训ppt课件
重要概念：比热
• 热量的传递方式
传导 对流 辐射
三种物质形态的热交换方式： 气体：对流、辐射 液体：对流、辐射 固体：辐射、传导
思考: 量体温? 吹电风扇? 隔着窗户晒太阳?
2、温度 • 定义 • 常用的温度单位
–摄氏度 (℃) –开尔文度 (K) –华氏度 (°F)
℃
K
°F
℃
K - 273
5/9×(°F- 32)
一 次 补 水 泵 水处理设备 软化水箱
较大规模的供热系统，多采用间接连接。
二次循环水泵
热 用 户
二 次 补 水 泵
– 阻力计算 • 系统阻力P包括：沿程阻力Py + 局部阻力Pj
P P y P jR lP j
• 沿程阻力Py：当热媒沿着管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦所造成的能
量损失。
根据建筑的保温情况宜取0.4-0.7 a — 修正系数。请参考下表
采暖室外计算温度
0
℃
-5
-10
-15
-20
-25
-30
a
2.46
2.00
1.74
1.55
1.40
1.30 1.20
采暖热负荷的面积热指标估算
Qn Fqf
Qn — 采暖热负荷W F — 建筑物的建筑面积，m2 qf — 供暖面积指标，W/ m2，指每平方米的供暖设计热负荷。
• 几种压力单位间的换算
Pa bar atm Kg/cm2
Pa 1 105 1.013×105 98100
bar 10-5
1 1.013 0.981
atm
kg/cm2
0.987×10-5 1.02×10-5
1热量计算
热量计算我国冬季要供暖，为了节约能源，减少烟尘，大多数地区已通过热网。
但是热能作为一种商品来出售，当然要收费了。
可是目前因为居民家里还没安装热量表，只好暂且按建筑面积收费。
但是按建筑面积收供热费显然是不合理的，应该按照用户实际用的热能来计算。
自动累计热量的仪器并不是没有，只不过价格较高，还未进入家庭，现在已经用于供热总管上了。
我们在谈及计量热能时，首先必须知道如何计算热能？从课本中我们学过热量的单位是“焦”，符号是J。
但是工程上常用的单位是“千卡”即“大卡”，符号是kcal。
换算关系是1kcal=4186.8J。
每一千卡的热量相当于一千克的水温度下降1℃所放出的热量。
由此我们知道了要计算用户使用的热能数，必须测量进入用户和流出用户的水的温度差，这一部分的温度降低是由于用户的消费导致的。
但这并不足够，我们还必须知道在此过程有多少水在放热，因此必须测得此时刻的热水的瞬时流量，然后把它和温度差相乘，就可以得到这一时刻热水释放热量的千卡数（也就是用户消费的热量）。
再用自动累加的方法随时把用户的消费热量加在一起，累计满一个月就是当月消费的热量总数。
分类种类划分按照热表流计结构和原理不同，可分为机械式（其中包括：涡轮式、孔板式、涡街式）、电磁式、超声波式等种类。
1、分为单流束和多流束两种，单流束表的性能是水在表内从一个方向单股推动叶轮转动的表为单流束表。
不足之外表的磨损大，使用年限短。
多流束表的性能是水在表内从多个方向推动叶轮转动的表为多流束表。
该表相对磨损小，使用年限长。
叶轮分为两种形式：螺翼式和旋翼式。
一般小口径DN15-DN40户用表使用旋翼式。
大口径的工艺表DN50-DN300使用螺翼式。
的质量保证期一般是2年。
2、采用式的的统称。
它是利用在流动的流体中传播时，顺水流传播速度与逆水流传播速度差计算流体的流速，从而计算出流体流量。
对介质无特殊要求；测量的准确度不受被测温度、压力、密度等参数的影响。
有两种形式，一种是直射式也叫对射式，工作原理是：直接发射和接收信号确定流量。
供热工程 复习资料
题型：填空、判断、绘图（热负荷图）、计算绪论1. 供热工程的研究对象和主要内容：将自然界的能源直接或间接地转化为热能，以满足人们需要的科学技术，称为热能工程。
生产、输配和应用中、低品位热能的工程技术，称为供热工程。
供热工程的研究对象和主要内容，是以热水和蒸汽作为热媒的建筑物供暖（采暖）系统和集中供热系统。
供暖系统分为热媒制备（热源）、热媒输送（供热管网）、热媒利用（散热设备）。
供暖系统可分为局部供暖系统和集中式供暖系统。
“供暖工程”主要讲授以热水和蒸汽作为热媒的集中式散热器供暖系统的工作原理和设计、运行的基本知识。
“集中供热”主要阐述整个集中供热系统的工作原理和设计、运行的基本知识，并以热网和热用户为主。
第一章 室内供暖系统的设计热负荷1. 供暖系统的热负荷是指在某一室外温度w t 下，为了达到要求的室内温度n t ，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。
它随着建筑物得失热量的变化而变化。
供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度'w t 下，为达到要求的室内温度n t ，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q '。
它是设计供暖系统的最基本依据。
2. 建筑物或房间的失热量：（1）围护结构传热耗热量1Q ；（2）加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量2Q ，称冷风渗透耗热量；（3）加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量3Q ，称冷风侵入耗热量；（4）水分蒸发的耗热量4Q ；（5）加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量5Q ；（6）通风耗热量。
通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量6Q ；得热量：（7）生产车间最小负荷班的工艺设备散热量7Q ；（8）非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量8Q ；（9）热物料的散热量9Q ；（10）太阳辐射进入室内的热量10Q 。
此外，还会有通过其他途径散失或获得的热量11Q 。
3. 对没有装置机械通风系统的建筑物，供暖系统的设计热负荷：10321d sh Q -Q Q Q Q Q Q ''+'+'='-'='4. 在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般可分为几部分进行计算：321j 1Q Q Q Q Q '+'+'+'='⋅⋅x其中j 1Q ⋅'——围护结构的基本耗热量； x 1Q ⋅'——围护结构的附加（修正）耗热量。
供热节能技术内部培训
习
追
求
卓
越
爱能公司供热 节 能 技 术 培 训
第二版 ---固安县爱能供热设备有限公司
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目
录
第一部分：供热基础知识 一、供热的目的 二、供热存在的问题 三、产生问题的原因 四、热网平衡是供热与节能的基础 五、供热基本原理 六、水力平衡与水力计算 七、伯努利方程与水压图 八、流量失衡的必然 九、平衡与节能
第一部分：供热基础知识
房间温度与能耗： 供热时，房间温度高于所需温度1℃将引起能耗增加，此增 加量可由以下公式估算（瑞典公式）：
S%
100 sc (t ic t ec ai)
式中： tic ——房间设计温度， ℃； tec——室外设计温度，℃； ai ——内部得热影响房间温度，以温度值表示，2℃； Sc ——季节平均供热量与最大需热量之比，0.4; S% ——房间温度升高引起的能耗增加量，以季节能耗的 百分数计算。
第一部分：供热基础知识
供热单位大多采用选择一个合适的流量加以固定，调节供 水温度适应室外温度的变化（质调节），因为这一方式比 较容易实现。 如果只给一间房子供热，确定一个合适的流量就很简单， 然而，我们的供热对象是千家万户，每个房间很难同时满 足所需的流量是很困难的，也就出现了冷热不均问题， 可见供热的难点是在流量分配上。
第一部分：供热基础知识
结论： 每一栋楼、每个单元、每个住户、每个房间散热器所需要 的热水流量是控制出来的，不是设计出来的； 根据不同的需要，在不同的位置安装流量控制设备并进行 合理的调节； 工作人员要入室反复细调。
第一部分：供热基础知识
九、水力平衡与节能 解决冷热不均、提高收费率、减少维护量、减少老百姓放 水、减少热损失。 节热能15~20%、节电20~50%、节水、多带面积。 为供热自动化控制、供热运行节能提供最基础的保证。
供热工程习题及答案
《供热工程》试题第一章供暖系统的设计热负荷1．何为供暖系统的设计热负荷?2．什么是围护结构的传热耗热量？分为哪两部分?3．什么是围护结构的最小传热阻？如何确定？4．冷风渗透耗热量与冷风侵入耗热量是一回事吗？5．高层建筑的热负荷计算有何特点？6．什么是值班供暖温度？7．在什么情况下对供暖室内外计算温差要进行修正?如何确定温差修正系数？8．目前我国室外供暖计算温度确定的依据是什么？9．试确定外墙传热系数，其构造尺寸如图1所示.δ1=0。
24m(重浆砖砌体）δ2=0。
02m（水泥砂浆内抹灰）若在δ1和δ2之间加一层厚4厘米的矿渣棉（λ3=0.06kcal/m·h·C）,再重新确定该外墙的传热系数,并说明其相当于多厚的砖墙（内抹砂浆2厘米）.图110．为什么要对基本耗热量进行修正?修正部分包括哪些内容？11．建筑物围护结构的传热为什么要按稳定传热计算?12．试确定图5所示，外墙的传热系数（利用两种方法计算）,其构造尺寸及材料热工性能按表1选用。
表1图213．围护结构中空气间层的作用是什么？如何确定厚度?14．高度修正是如何进行的？15．地面的传热系数是如何确定的?16．相邻房间供暖室内设计温度不同时，什么情况下计算通过隔墙和楼板的传热量。
17．我国建筑气候分区分为哪几个区？对各分区在热工设计上分别有何要求?18．试分析分户热计量供暖系统设计热负荷的计算特点。
19．已知西安市区内某24层商住楼的周围均为4～7层的建筑，计算该商住楼的围护结构传热耗热量时，如何处理风力附加率.20．已知宁夏固原市某公共建筑体形系数为0。
38.屋面结构自下而上依次为：（1）钢筋混凝土屋面板，；（2)挤塑聚苯板保温层，,的修正系数为1。
15;(3）水泥砂浆找平(找坡)层（最薄位置)，;（4)通风架空层，；(5）混凝土板，。
试计算该屋面的传热系数，并判断该屋面是否最小传热阻的要求。
21．试计算某建筑物一个房间的热负荷,见图3.已知条件：建筑物位于天津市区；室温要求维持16º；C;建筑物构造：外墙为370mm砖墙(内抹灰20mm）；地面—水泥（不保温）；外门、窗-单层玻璃，木制；屋顶-带有望板和油毡的瓦屋面，其天花板的构造如图4所示。
热管换热器设计计算及设计说明
1967年至1968年，美国应用于工业的热管日渐广泛，应用范围涉及到空调、电子器件、核电机的冷却等方面。并初次出现了柔性热管和平板式的异形热管。
1962年特雷费森向美国通用电气公司提出报告，倡议在宇宙飞船上采用一种类似Gaugler的传热设备。但因这种倡议并未经过实验证明，亦未能付诸实施。
1963年Los-Alamos科学实验室的Grover在他的专利中正式提出热管的命名，该装置基本上与Gaugler的专利相类似。他采用一根不锈钢管作壳体，钠为工作介质，并发表了管内装有丝网吸液芯的热管实验结果，进行了有限的理论分析，同时提出了以银和锂作为热管的工作介质的观点。
1964年Grover等人首次公开了他们的试验结果。此后英国原子能实验室开始了类似的以钠和其它物质作为工作介质的热管研究工作。工作的兴趣主要是热管在核热离子二极管转换器方面的应用。与此同时，在意大利的欧洲原子能联合核研究中心也开展了积极的热管研究工作。但兴趣仍然集中在热离子转换器方面，热管的工作温度达到1600~1800℃。
当蒸发段里的液体一旦因吸收了汽化潜热并蒸发时，蒸汽就开始通过热管的蒸汽腔向冷却段流动。此流动是由蒸汽腔两端的小压差引起的。蒸发段内蒸汽的温度比冷却段内的饱和温度稍高一些，从而形成了两端的温度差。蒸发段与冷却段之间这个温差常常可作为热管工作成功与否的一个判据。如果此温差小于0.5℃或1℃，则热管常常被称为在“热管工况”下工作，即等温工作。
当蒸汽凝结时，液体就浸透冷却段内的吸液芯毛细孔，弯月面具有很大的曲率半径，可以认为是无穷大。在热管内只要有过量的工质，就一定集中在冷凝表面上，因而实际上冷凝段的汽—液分界面是一个平面，蒸汽凝结释放出的潜热通过吸液芯、液体层和管壁把热量传给管外冷源。如果有过量液体存在，则从分界面到管壁外面的温降将比蒸发段内相应的温降大，因而，冷却段内的热阻在热管设计中是应当考虑的重要热阻之一。