强化传热的途径及应用
(完整word版)强化传热技术
1、强化传热的目的是什么？（1）减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；（2）提高现有换热器的能力；（3）使换热器能在较低温差下工作；（4）减少换热器的阻力，以减少换热器的动力消耗。
2、采用什么方法解决传热技术的选用问题？（1）在给定工质温度、热负荷以及总流动阻力的条件下，先用简明方法对拟采用的强化传热技术从使换热器尺寸大小、质轻的角度进行比较。
这一方法虽不全面，但分析表明，按此法进行比较得出的最佳强化传热技术一般在改变固定换热器三个主要性能参数（换热器尺寸、总阻力和热负荷）中的其他两个，再从第三个性能参数最佳角度进行比较时也是最好的。
（2）分析需要强化传热处的工质流动结构、热负荷分布特点以及温度场分布工况，以定出有效的强化传热技术，使流动阻力最小而传热系数最大。
（3）比较采用强化传热技术后的换热器制造工艺、安全运行工况以及经济性问题。
3、表面式换热器的强化传热途径有哪些？（1）增大平均传热温差以强化传热；（2）增加换热面积以强化传热；（3）提高传热系数以强化传热。
4、何为有功和无功强化传热技术？包括哪些方法？从提高传热系数的各种强化传热技术分，则可分为有功强化传热技术和无功强化传热技术两类。
前者也称主动强化传热技术、有源强化技术、后者也称为被动强化技术、无源强化技术。
有功强化传热技术需要应用外部能量来达到强化传热的目的；无功传热强化技术则无需应用外部能量即能达到强化传热的目的。
有功强化传热技术包括机械强化法、震动强化、静电场法和抽压法等；无功强化传热技术包括表面特殊处理法、粗糙表面法、扩展表面法、装设强化元件法、加入扰动流体法等。
5、单项流体管内强制对流换热时，层流和紊流的强化有何不同？当流体做层流运动时，流体沿相互平行的流线分层流动，各层流体间互不掺混，垂直于流动方向上的热量传递只能依靠流体内部的导热进行，因而换热强度较低。
因此，对于强化层流流动的换热，应以改变流体的流动状态为主要手段。
强化传热的方法原理及应用
强化传热的方法原理及应用引言强化传热是一种提高传热效率的方法，它可以在不增加传热面积的情况下增加传热速率。
在许多工程和科学领域中，强化传热被广泛应用，如石油化工、核能工程、食品加工等。
本文将介绍几种常见的强化传热方法，并详细解释它们的原理和应用。
1. 使用导热剂增强传热导热剂是一种能够传递热量的物质，通过选择合适的导热剂可以增强传热效果。
常用的导热剂有液体、气体和固体等。
导热剂的选择要考虑其传热性能、安全性和成本等因素。
•液体导热剂：液体导热剂具有较高的导热性能和流动性，可广泛应用于换热设备中。
常见的液体导热剂有水、有机液体和矿物油等。
•气体导热剂：气体导热剂适用于一些特殊工艺，如高温换热和气体传热。
常用的气体导热剂有空气、氮气和氢气等。
•固体导热剂：固体导热剂具有优良的导热性能和稳定性，适用于高温、高压和易燃的工艺。
常见的固体导热剂有金属、陶瓷和载热盘等。
2. 使用增强换热表面换热表面的结构和形状对传热效率有重要影响。
通过改变换热表面的形态和表面特性，可以增加传热面积和传热速率。
•换热增强剂：换热增强剂是一种可以增加换热表面粗糙度的物质，常见的换热增强剂有翅片、肋片、孔洞和螺旋管等。
这些增强剂可以增加传热表面的有效面积，从而提高传热效果。
•换热增强技术：除了增加换热表面粗糙度外，还可以通过其他方式增强换热效果。
例如，采用湍流流动、喷雾冷却和聚焦太阳能等技术可以改变传热表面的流动模式，增强传热效果。
3. 使用传热增强器件传热增强器件是一种可以改变传热介质流动状态的装置，通过改变流动状态来增强传热效果。
•钳流器：钳流器是一种可以制造涡流效应的装置，可以增加传热介质的湍流程度。
通过将钳流器置于传热介质的流动路径上，可以产生涡流，增强传热效果。
•换热螺旋管：换热螺旋管是一种将流体带到螺旋孔中来增加流体流动路径长度的装置。
在换热螺旋管中，流体沿着螺旋孔流动，增加了传热介质与换热表面的接触时间，提高了传热效率。
强化传热技术的原理及应用实例
强化传热技术的原理及应用实例传热技术广泛应用于各个领域，包括发电、工业生产、环境控制和家庭生活等方面。
随着科技的不断发展，传热技术也在不断更新和完善，其中强化传热技术被认为是一种高效、节能的传热技术，得到了越来越多的应用。
一、强化传热技术的原理强化传热技术是指在传热过程中通过改变传热界面的形态或热介质的流动来提高传热效率的一种方法。
其主要通过增大传热界面的面积或者提高传热过程中的传热效率来实现强化传热。
具体来说，强化传热技术可以分为以下几种类型：1. 内部强化传热技术内部强化传热技术主要是通过改变流体流动方式来提高传热效率。
常见的方法包括增加流速、改变流动方向、引入强制对流以及改变传热介质的物性等。
这些方法可以增强壁面的传热效率，减少传热过程中的局部热阻，提高传热效率。
2. 外部强化传热技术外部强化传热技术则是通过在传热表面上引入一定的扰动来增大传热界面的面积，从而提高传热效率。
常见的方法包括在传热表面上安装翼片、鳍片等结构以及改变传热表面的形状等。
这些方法可以强制流体沿着传热表面运动，增加热传递的表面积，提高传热效率。
3. 相变强化传热技术相变强化传热技术是指通过改变传热介质的相变状态来提高传热效率的一种方法。
常见的方法包括利用相变材料的相变热来增加传热介质的热容量、引入超声波等对相变过程进行控制等。
这些方法可以提高相变介质的传热效率，从而提高传热效率。
二、强化传热技术的应用实例1. 飞机发动机冷却飞机发动机的高温环境对于发动机的正常运行至关重要。
传统的发动机冷却方式是通过空气流动来降低温度，但是这种方法无法在高速飞行时提供足够的冷却。
因此，强化传热技术被应用到了发动机冷却中，通过引入冷却介质的流动和内部强化传热技术来提高冷却效率，从而保证发动机在高温环境下正常运行。
2. 化工反应器化工反应器在工业生产中扮演着重要的角色，而其中的传热过程对于反应器的效率和稳定性也至关重要。
利用外部强化传热技术，可以将反应器表面增加摩擦力，增大传热面积，提高传热效率。
简述强化传热的方法
简述强化传热的方法
强化传热是指通过一系列的方法和技术，提高传热效率，使热量能够更快速地传递到目标物体上。
在工业生产和科学研究中，强化传热技术被广泛应用，可以提高生产效率，降低能源消耗，提高产品质量等。
下面我们来简述几种常见的强化传热方法：
1. 换热器：换热器是一种常见的强化传热设备，它通过将热量从一个流体传递到另一个流体，实现热量的转移。
换热器的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。
2. 换热管：换热管是一种常见的强化传热设备，它通过将热量从一个流体传递到另一个流体，实现热量的转移。
换热管的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。
3. 换热介质：换热介质是一种常见的强化传热方法，它通过将热量从一个介质传递到另一个介质，实现热量的转移。
换热介质的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。
4. 换热表面：换热表面是一种常见的强化传热方法，它通过增加换热表面积，提高传热效率。
换热表面的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。
5. 换热流体：换热流体是一种常见的强化传热方法，它通过改变流
体的流动状态，提高传热效率。
换热流体的传热效率高，可以在不同的工业领域中广泛应用。
强化传热是一种非常重要的技术，可以提高生产效率，降低能源消耗，提高产品质量等。
在未来的发展中，我们需要不断探索新的强化传热方法，为工业生产和科学研究提供更好的支持。
强化传热技术及应用共32页文档
•
d cr
2
ho
如果圆柱外径小于临界直径，加保温层
反会强化传热；如果大于临界直径，加
保温层才会减小热损失。
对流换热及其强化
加保温层一般情况:
0.1W/(mK )
ho 9W/(m2K) dcr 22mm
一般动力管道外径大于22mm
对流换热及其强化
增大换热面积（ β为肋化系数）
1
tfi tfo
1
hi Ai Ai hooAo
K A TK(tfA 1 tf2)
(tf1 tf 2)
1 1
h1A A h2A
对流换热及其强化
对流热阻分析
(
1
(tf1tf 2)
)( )(
1
)
h1A A h2A
(tf1 tf 2) R1 R2 R3
如果运行时间长，可能存在不能忽视的 污垢热阻。
对流换热及其强化
减小对流热阻方法：
(
1
(tf1tf 2)
时，当增大 ；
2
h
1
，K值增加很快，直至变
• 在h1 h2时，当增大h1 ，K值增加的速度很慢，
进一步增加 h 1，K值几乎不变。
对流换热及其强化
对流换热及其强化
表面传热系数 h（换热系数）的数值范围
对流换热及其强化
传热系数 K 的数值大致范围
对流换热及其强化
通过平壁的传热
K
1
1
1
h1 h2
对流换热及其强化
增大换热面积：
(
1
(tf1 tf 2)
)( )(
1
)
h1A1 Am h2oA2
K 1 A 1 T K 2 A 2 T
(完整版)强化传热技术及应用
导热及其强化
• 导热现象发生时，物体内部的热量会从 温度较高的部分传递到温度较低的部分， 温度较高的物体会把热量传递给与之接 触的温度较低的另一物体。
• 固体、液体、气体内部或之间都可能发 生导热现象。
导热及其强化
• 傅里叶定律
A dt
dx
• 面积热阻 x
t
(x / A)
导热及其强化
• 电子产品散热：导热（+电绝缘）。导热胶粘剂，特别 适合于不规则形状界面。
导热及其强化
导热及其强化
导热及其强化
导热及其强化
导热及其强化
小结
• 1）减少导热热阻：使用导热系数较高的材料 作为导热介质。如纯银、纯铜、纯铝等。
• 2）减少接触热阻：.a. 提高接触表面光洁度 或增加物体间的接触压力，以增加接触面积； b.在接触面之间充填导热系数较高的气体（如 氦气）；c.在接触表面上用电化学方法添加软 金属涂层或加软金属垫片。
• 3）导热胶粘剂的应用。
辐射换热及其强化
辐射换热： • 0K以上物体都具有发射辐射能的能力； • 波长由短到长依次分为γ射线，Χ射线，紫外线，
可见光，红外线，无线电波； • 同温下黑体的辐射能力最大。
辐射换热及其强化
太阳辐射：
• 组成银河系的有大约两千亿颗恒星，而 太阳只是其中中等大小的一颗；
导热及其强化
• 作为涂层或衬垫用的材料应该具有较低的硬度、 适当的熔点、及较高的导热系数。
• 垫片硬度必须低于基体材料。
• 垫片厚度应该与表面粗糙元高度相当，最好不 要超过粗糙元高度均方根值的两倍。
导热及其强化
• 涂层或衬垫材料的物理特性
导热及其强化
• 铜和铝的导热性能良好，并且价格便宜， 在温度不很高的情况下可用作垫片或涂 层材料。
《强化传热技术进展》PPT课件
生元的结构 形状 大小 方位 数量以及不同发生元间的距
离相对传热壁面的位置等因素有关。
2 、 EHD强化传热
电水动力学(EHD)强化传热是在流体中施以外加电 场，利用电场与流场和温度场的相互作用而达到强化传 热目的的一种主动强化传热方法。EHD强化传热具有设 备简单、应用面广、功耗低和强化传热效果显著等一系
从强化的传热过程来分，分为导热过程的强化、单
相对流传热过程的强化、沸腾传热过程的强化、凝结传 热过程的强化和辐射传热过程的强化。从提高传热系数 的各种强化传热技术来分，可分为有功技术和无功技术， 也将其称为有源强化技术和无源强化技术，主动式强化
技术和被动式强化技术。
强化对流传热，它主要在扩大加热管的有效面积但
1) 在换热功率、工质流量与压力损失相同时，比较二者
的换热面积和体积；
2) 在换热器体积、工质流量与压力损失相同时，比较二
者的换热功率； 3) 在换热面积、换热功率与工质流量相同时，比较二者 的压力损失。但上述评价方法只考虑了单侧的换热效 果，虽有一定参考价值，但不可避免地带有片面性。
综合换热评价是在考虑了换热管内外侧换热(即总 传热系数)的情况下，综合考虑其换热功率、工质流量、 压力损失及换热器体积4方面因素，因而比上述方法更 能反映出强化传热的实际综合效果。而进行技术推广应
又不过分增大流阻的条件下，将加热管子内外表面扎制 成各种不同的表面形状,促进流体产生湍流,提高传热性 能。
强化沸腾传热是通过改良传热表面的性能，来强化 沸腾传热，这种表面改良既要符合传热机理的要求，也 要充分发挥其特点，如表面多孔管、管内表面涂层等都
可以使汽化核心的数量大大增加，从而使沸腾传热系数
复合强化技术
强化传热的例子
强化传热是指通过各种方式来提高传热过程的效率和速度。
以下是一些关于强化传热的例子：
1. 换热器设计优化：在换热器中，通过改进流体的流动分布、增加传热表面积和优化管道结构等方式，可以提高传热效率。
例如，采用螺旋肋型管或增加片翅片数量，可以增大传热面积并增强对流传热。
2. 相变传热技术：利用物质的相变（如液体-气体相变）过程，可以实现更高效的传热。
例如，蒸发器和冷凝器中的相变传热过程常用于制冷和空调系统中，能够实现快速的热交换。
3. 高效导热材料：使用导热性能更好的材料作为热传导介质，可以提高传热速率。
例如，铜、铝等金属具有良好的导热性能，常用于制造散热器和热交换器以促进热量传递。
4. 空气增压技术：在气体传热过程中，通过增压将空气强制送入传热区域，可以加快传热速率。
这种技术常用于燃烧设备、烘干设备等领域，以提高能量利用效率。
5. 渦流增强传热技术：通过设计具有特殊结构的表面，如螺旋状或条状的凹凸纹理，可以增加流体在传热表面上的湍流运动，
从而增强对流传热的效果。
这种技术常用于换热器和燃烧室中，以提高传热效率。
这些例子只是强化传热的一部分应用，实际上还有许多其他技术和方法可用于提高传热过程的效率。
强化传热的目的是通过优化传热条件和传热界面，提高热量传递的速度和效率，从而实现更有效的能量转移和利用。
强化传热技术及其应用
强化传热技术及其应用
强化传热技术是一种通过改进传热介质（如流体）以及加入某些物理、化学或结构因素来提高传热效率的技术。
它的应用范围非常广泛，包括化工、制药、石油、电力等行业。
以下列举一些常见的强化传热技术及其应用。
1. 换热器增强传热技术：通过改善换热器的结构设计、增加传热面积或使用辅助传热器件等方式来提高传热效率。
应用于化工、石油等行业中的冷却、蒸发、蒸汽管路等工艺中。
2. 湍流增强传热技术：通过增加流体的湍流度、改变流体流动状态等方式来提高传热效率。
应用于化工、制药、石油等行业中的传热、冷却、加热等工艺中。
3. 热管增强传热技术：利用热管中的工作流体的相变过程来增强传热效率。
应用于电子、航空航天等领域中的散热、温控等技术中。
4. 纳米材料增强传热技术：利用纳米材料的特异性能来增强传热效率。
应用于电子、计算机等领域中的散热技术中。
5. 超临界流体增强传热技术：利用流体处于超临界状态下的特异性质，以及超临界状态下的相变过程来增强传热效率。
应用于石油、化工等领域中的提取和分离过程中。
强化辐射传热技术及应用
强化辐射传热技术及应用辐射传热技术是一种通过热辐射传递热能的方式，是热传导和对流传热的重要补充和扩展。
它利用物体表面的热辐射作用将热能传递给其他物体，无需通过介质传导或对流。
辐射传热技术在很多领域都具有重要的应用价值。
首先，在工业生产过程中，辐射传热技术可以应用于高温炉窑的热能回收。
传统的炉窑燃烧过程中，大量的热能通过烟气排放被浪费掉。
而利用辐射传热技术，可以在炉窑周围加装辐射传热器，通过将高温炉窑辐射出的热能吸收并转化为热水、蒸汽等载热介质，从而实现了热能的回收和再利用。
这不仅可以降低能源消耗，减少环境污染，还可以节约生产成本。
其次，在建筑节能领域，辐射传热技术也有广泛的应用。
在冬季取暖方面，传统的采暖方式一般采用对流传热，即通过对流将暖气对室内空气进行加热，然后再通过空气对室内物体进行传热。
这种方式存在热能损失大、温度不均匀等问题。
而利用辐射传热技术，可以在室内铺设辐射地板、辐射墙面等辐射面，并通过给辐射面提供适当的辐射温度，使其向房间内物体放射热能，从而实现室内温度的稳定和均匀加热。
这种方式不仅可以节约能源，提高热效率，还可以改善室内空气质量，减少对流传热带来的空气干燥和灰尘悬浮等问题。
此外，在太阳能利用方面，辐射传热技术也有重要的应用价值。
目前，太阳能热能利用主要采用的是热水、蒸汽等介质对太阳能进行吸收和传导。
但是，在高温太阳能利用中，介质的选择和运输成本等问题制约了太阳能的广泛应用。
而辐射传热技术可以直接利用太阳辐射的热能，无需介质传导，从而降低了能源成本。
利用太阳热能发电的精细化生产、航天器上的高温导热、太阳热能空调等都是辐射传热技术的应用领域。
最后，在航空航天领域，辐射传热技术也发挥着重要作用。
航空航天器在飞行中面临着真空、高温、高辐射等极端环境，传统的对流传热方式存在许多局限性。
而辐射传热技术可以直接通过热辐射将热能传输到航天器表面，从而提高热能的传导效率。
此外，辐射传热技术还可以用于航空航天器的温度控制和热保护，避免航天器在进入大气层或进行重返等过程中受到过高温度的影响。
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强化传热的途径及应用
强化传热是指通过改变传热介质以及传热方式，提高传热速率和效率的技术手段。
在许多领域中，如能源、材料、环保、化工等，都有广泛的应用。
以下将详细介绍强化传热的途径及应用。
一、增大传热面积
1. 翅片传热：通过在传热面上添加翅片，增大传热面积，提高传热效率。
翅片传热广泛应用于换热器、冷凝器等金属热交换器中。
2. 换热管束：将多根换热管进行编织、组合，形成换热管束，增大传热面积。
换热管束被广泛应用于提高换热器的传热能力，如汽轮机末级预热器、蒸汽发生器等。
二、改变传热介质
1. 晶化传热：将传热介质改为固体晶体，通过晶体生长和相变的过程，实现传热增强。
晶化传热可以应用于冷却系统、冷凝器中。
2. 相变传热：利用传热介质的相变过程，实现传热的强化，如蓄热材料的相变传热可以应用于太阳能蓄热器，高温储热等领域。
三、改变传热方式
1. 振动传热：通过对传热面的振动，实现传热方式的改变，振动传热可应用于换热器、蒸发器等领域。
2. 射流传热：利用高速射流对流体进行冷却或加热，实现传热效果的提高，射
流传热可以应用于煤气轮机等领域。
四、应用实例
1. 高效换热器：在化工、能源领域中，高效换热器被广泛应用于提高传热效率和能源利用率。
如换热管束、翅片传热技术等，可以用于提高工业锅炉、空气处理设备、石油化工等设备的传热效率。
2. 太阳能热水器：在太阳能领域中，太阳能热水器是一种利用太阳能进行加热的设备。
通过强化传热技术，如相变传热、晶化传热等，可以提高太阳能热水器的传热效率和热水供应能力。
3. 电子散热：在电子器件散热领域，通过振动传热、射流传热等技术手段，可以提高电子器件的散热效率，减小电子器件的温度，提高工作稳定性。
4. 超导体散热：在超导体领域中，超导体的制冷是关键的技术问题。
通过应用振动传热、相变传热等技术手段，可以提高超导体的制冷效率和稳定性。
总结起来，强化传热的途径及应用多种多样，涉及的领域广泛。
通过增大传热面积、改变传热介质、改变传热方式，可以提高传热效率和热交换设备的传热能力。
在实际应用中，强化传热技术具有重要的意义，可以提高能源利用效率、降低能源消耗、改善环境污染等方面发挥重要作用。