锅炉原理之传热

锅炉主要是用来提供热能或是提供热水,燃气进入锅炉内燃烧可形成高达1800℃左右的高温烟气,但是当它排出锅炉时温度却还不足200℃。另外,给水或回水比较低温度进入锅炉,却形成高温度的热水或蒸汽,这显然是高温烟气将热量传递给了温度较低的水,热量从高温物质传递到低温物质的过程就叫做传热。

在锅炉中,烟气和水之间是受热面,那么热量究竟是以怎么样的方式进行传递,烟气在炉膛和锅炉管束中是不是都以同样的方式将其热量传递给水的呢?

热量总是从高温处向低温处,这是一个普遍的规律,其传递方式有传导、对注和辐射三种基本方式。

1、传导

热量沿着物体从高温端向低温端传导,或相互接触的特体间的热量交换的过程(或现象)称为传导(或称导热)。如散热器,热量从内表面通过器壁传向外表面就是一种传导过程。

物体传导热的能力的大小不仅与冷热端之间的温度差成正比,而且还与导热体的性质有关,如铜、钢铁的导热能力就强,而木材、水垢的导热能力就很差,通常将前者称为热的“良导体",而将后者称为热的“不良导体"。

2、对流

液体、气体或气液混合物流过与其温度不同的固体表面时发生的热量传递过程(或现象)称为对流换热,简称对流。

由此而知,对流换热发生的条件:一是液体与固体表面间有相对流动,二是流体与固体表面间必须有温差,且其换热量与温差成正比。如散热器,当热水在散热器内流过时,由于其温度高于散热器表面的温度,所以热水就在流动过程中将其热量传递给散热器表面。由于钢铁是热的良导体,因散热器表面的温度此时高于外表面,于是发生了导热。热量传至外表面使其温度升高,于是又发生了散热器外表面与流动的空气之间的对流换热。

3、辐射

高温物体或介质不通过接触或流动就将热量直接向四周传递至低温物体或介质的过程称为辐射换热,简称辐射。

辐射的特点之一是它不需要传热介质,如太阳的热量传热到地球就是通过辐射实现的。

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