熱工計算常用名詞解釋

熱工計算中常用的名詞解釋摘抄《熱工基礎(chǔ)》個人tjhnhl@163.com溫度：溫度是用來表示物體冷熱程度的物理量，它反映了物體內(nèi)部大量粒子熱運動的劇烈程度和粒子熱運動平均動能的大小。溫度的數(shù)值標(biāo)尺稱為溫標(biāo)。國際單位制規(guī)定熱力學(xué)溫標(biāo)，稱絕對溫標(biāo)，單位：開爾文（K），符號：T中文代號：K生產(chǎn)生活中常用的溫標(biāo)是攝氏溫標(biāo)，它是把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的純水開始結(jié)冰的溫度（冰點）定為零度，把純水沸騰時的溫度（沸點）定為100度，在0度與100度之間分出100個等份，每一份就是1度。單位：攝氏度，符號：t代號：℃。攝氏溫標(biāo)的每1℃與熱力學(xué)溫標(biāo)的每1K相同。兩種溫標(biāo)的關(guān)系為：T=t+273.16熱量：物體吸收和放出熱能的多少稱為熱量。符號：Q單位：J/s（焦耳/秒）傳熱的基本方式傳導(dǎo)傳熱：導(dǎo)熱即傳導(dǎo)傳熱，它是依靠物體中微觀粒子的熱運動而傳遞熱量的。熱流：（q）單位時間內(nèi)，通過單位面積傳遞的熱量稱為熱流。單位：W/m2。傳熱量：（Q）單位時間內(nèi)，通過總傳熱面積（F）傳遞的熱量稱為傳熱量。則有：Q=qf(W)導(dǎo)熱系數(shù)：（λ）材料的導(dǎo)熱系數(shù)是說明在穩(wěn)定傳熱條件下材料導(dǎo)熱性能的一個指標(biāo)。它的數(shù)值等于當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)的溫差為1℃時，在1h內(nèi)同過1m2表面積的熱量。幾種氣體的導(dǎo)熱系數(shù)[W/（m.℃）]溫度（℃）空氣氧氣二氧化碳水蒸氣煙氣00.02440.02460.01470.01620.0228500.02790.02910.01860.01980.02711000.03210.03290.02280.02400.03132000.02930.04060.03010.03300.04013000.04600.04800.03900.04330.04844000.05200.05500.04720.05500.05705000.05740.06140.05480.06750.06566000.06210.06740.06200.08200.07427000.06650.07270.06860.09750.08278000.07050.07750.07500.11500.09159000.07400.08180.08090.13320.100010000.07700.08560.08600.15200.109011000.08020.0936--0.117012000.08430.0982--0.1260注：煙氣成份：CO2-13%H2O–11%N2–76%水的導(dǎo)熱系數(shù)溫度（℃）020305070100導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m.℃)]0.5580.5960.6430.6470.6630.681幾種有機(jī)液體的導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m.℃)]溫度（℃）乙醇甲醇丙酮甲苯苯甘油蓖麻油重油00.1880.2140.1750.154--0.184-250.1840.2110.1690.1360.1440.2790.1800.119500.1770.2070.1630.1290.1380.2830.1770.115100--0.1510.1190.1260.2860.1710.111幾種金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m.℃)]材料名稱0（℃）100（℃）200（℃）300（℃）400（℃）600（℃）800（℃）銀428422415407399384352純銅401393389384379366黃銅（70Cu30Zn）106131143145148青銅（89Cu11Sn）2428.433.2純鋁236240238234228215純鐵83.572.163.556.550.339.429.6碳鋼（C=1%）43.042.843.246.540.636.732.2鉻鋼（Cr=5%）36.335.234.733.531.428.027.2鎳鋼（Ni=35%）13.415.417.118.620.123.1鉛35.534.332.831.5對流換熱與對流傳熱：在流體內(nèi)部依靠流體質(zhì)點的宏觀位移把熱量從高溫處傳向低溫處的過程稱為對流傳熱。工程上遇到的實際傳熱問題都是流體與固體壁直接接觸時的換熱，傳熱學(xué)把流體與固體之間的換熱稱為對流換熱。對流換熱的基本定律——牛頓冷卻定律對流換熱的熱流與流體和固體壁面的溫度差成正比，既q=α（tW-tf）Q=α（tW-tf）F式中tW—固體壁面的溫度℃tf——流體的溫度℃F—對流換熱面積m2α—比例系數(shù)，稱對流換熱系數(shù)，W/（m2℃）對流換熱系數(shù)α是一個代表對流換熱能力的參數(shù)，其數(shù)值等于單位時間內(nèi)，流體和壁面間溫度相差1℃時，每單位面積所傳遞的熱量。牛頓冷卻定律也可以寫成：Q=△t÷（1÷αF）平均換熱系數(shù)α的大致數(shù)值對流換熱系數(shù)α[W/（m2℃）]對流換熱系數(shù)α[W/（m2℃）]空氣自然對流3~10水沸騰2500~25000氣體強(qiáng)制對流20~100高壓水蒸汽強(qiáng)制對流500~3500水自然對流200~1000水蒸氣冷凝5000~150000水強(qiáng)制對流1000~15000有機(jī)蒸汽凝結(jié)500~2000相似準(zhǔn)數(shù)：尤拉準(zhǔn)數(shù)Eu=p/ρω2Eu準(zhǔn)數(shù)代表靜壓頭與速度頭的比例。在流速變化很大而摩擦阻力損失較小的流動介質(zhì)中，它起著決定性作用。雷諾準(zhǔn)數(shù)Re=ρωl/μ=ωl/γ雷諾準(zhǔn)數(shù)是慣性力與粘性力的比值。式中l(wèi)—代表性尺寸，m（如原管的直徑或平板的長或?qū)挘│谩黧w的運動黏度m2/sρ—流體密度Kg/m3ω—流體流速m/sμ—流體的動力黏度Pa.s普特郎準(zhǔn)數(shù)Pr=μCp/λ=γ/α普特郎準(zhǔn)數(shù)中只有流體的物性參數(shù)，所以又稱為物性準(zhǔn)數(shù)，它反映了流體物理性質(zhì)的影響。α—導(dǎo)溫系數(shù)（α=λ/Cpρ）3、輻射傳熱：黑體：能吸收全部熱射線的物體（A=1）成為絕對黑體，簡稱黑體。譜郎克輻射定律：單位時間內(nèi)從物體單位表面上向半球空間所輻射出去的總能量稱為物體的全輻射能力，用“E”，單位為W/m2斯蒂芬-波爾茨曼定律（四次方定律）Eo=CO(T/100)4CO—黑體的輻射系數(shù)，數(shù)值為5.67[W/（m2.K4）]在實際工程中，將輻射能力小于黑體的物體稱為灰體。實際物體的輻射能力與同溫度下黑體的輻射能力的比值稱為該物體的黑度。ε=E/EOE=εEO=εCO（T/100）4=C（T/100）4式中ε—回體的黑度，ε=0–1C—灰體的輻射系數(shù)，[W/m2.K4.℃]C=εCO常用工程材料的黑度ε材料名稱溫度（℃）ε值材料名稱溫度（℃）ε值精密磨光的純銅80–1150.018-0.023高鋁磚、鎂磚——0.8無光澤的黃銅23-3500.22炭化硅板1300-14000.9-0.94磨光的鋼件770-10400.52-0.56硅藻土粉-0.25新軋制的鋼200.24水泥板10000.63鋼板表層氧化200.82水泥-0.54表面氧化鋼件940-11000.80水（＞0.1mm）0-1000.95-0.96氧化后的鐵125-5250.78-0.82石膏200.8-0.9鑄鐵500-12000.85-0.95石棉水泥板200.96玻璃22-900.94石棉粉-0.4-0.6紅磚200.93煤100-1600.81-0.79耐火黏土磚200.85雪00.8耐火黏土磚10000.75木材200.8-0.92耐火的磚體12000.59硬橡皮200.95抹灰的磚體200.94三、流體的密度：（ρKg/m3）對于均質(zhì)流體，單位體積的質(zhì)量稱為流體的密度。即：ρ=m/v式中m——流體的質(zhì)量Kg；v——流體的體積m3；ρ——流體的密度Kg/m3對于氣體，在一定壓力、溫度的條件下，可按理想氣體狀態(tài)方程計算。ρ=Pm/RT式中P—氣體的絕對壓力，Pam—氣體的摩爾質(zhì)量，Kg/molT—熱力學(xué)溫度，KR—摩爾氣體常數(shù)，其值8.314J/（mol.K）對于液體混合物，其組成通常用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。若以1Kg混合液體為基準(zhǔn)，并假設(shè)各組分在混合前后體積不變，則1Kg混合液體的體積等于各組分單獨存在的體積之和，既：1/ρm=ω1/ρ1ω2/ρ2+…ωn/ρn式中ω1、ω2、ωn——分別為液體混合物中各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；%ρ1、ρ2、ρn——分別為液體混合物中各組分的密度，Kg/m3對于氣體混合物，其組成通常用體積百分?jǐn)?shù)表示。以1m3混合氣體為基準(zhǔn)，則1m3混合氣體的質(zhì)量等于各組分的質(zhì)量之和，既：ρm=ρ1φ1+ρ2φ2+…ρnφn重度：（γN/m3）對于均質(zhì)流體，單位體積流體所受的重力稱為重力密度，簡稱重度。既：γ=G/V式中：G——流體所受的重力，N；V——流體的體積，m3γ——流體的重度，N/m3由牛頓第二定律得：G=mg因此:γ=G/V=mg/V=ρg;G=γV(N)式中：g——重力家速度g=9.807KN/m3在實際工程中，液體的密度和重度隨溫度和壓力變化而變化的數(shù)值較小，可視為一個固定值；而氣體的密度和重度隨溫度和壓力的變化而變化的值較大，不能視為一個固定值。常用的流體的密度和壓力的數(shù)值如下：水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和4℃時的密度和重度分別為：ρ=1000Kg/m3γ=9.81KN/m3水銀在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和0℃時的密度和重度是水的13.6倍。干空氣在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和20℃時的密度和重度分別為：ρ=1.2Kg/m3，γ=11.82KN/m3常見流體密度和重度表流體名稱密度（Kg/m3）重度（KN/m3）測定條件溫度（℃）氣壓氣體氮1.250512.26740760mmHg氧1.429014.0185空氣1.292012.6824一氧化碳1.25012.2625二氧化碳1.976819.3924液體煤油800-8507848-833815760mmHg純乙醇790774515水100098074水銀135901333180流體的黏滯性流體在流動時，由于內(nèi)摩檫力的作用使流體具有抵抗相對變形（運動）的性質(zhì)，稱為流體的黏滯性。流體的黏滯性系數(shù)：流體黏滯性的大小，通常用動力黏滯性系數(shù)μ和運動黏滯性系數(shù)γ來表示，通常簡稱黏度。黏度的計量單位（國際單位制）為N.s/m2或Pa.s（帕.秒）流量單位時間內(nèi)通過過流斷面的流體的體積或質(zhì)量稱為流量。前者為體積流量，用V表示，單位為m3/s;后者稱為質(zhì)量流量，用M表示，單位為Kg/s。流速單位時間內(nèi)流體流過的距離。流量、流速、過流斷面之間的關(guān)系如下：V=Aυ或M=ρv=ρΑυ式中V——體積流量m3/sM——質(zhì)量流量Kg/sυ——平均流速m/sA——過流斷面的面積m2ρ——流體密度Kg/m3燃料：固體燃料（木材、可燃頁巖、煤），液體燃料（石油、石油制品、重油、煤油、焦油、合成液體燃料），氣體燃料（天然氣、石油氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣）燃料的熱工性質(zhì)發(fā)熱量（熱值）：單位質(zhì)量或體積的燃料完全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時所放出的熱量稱為燃料的發(fā)熱量或熱值。固體、液體燃料的發(fā)熱量單位為KJ/Kg。液體燃料的發(fā)熱量單位為KJ/Nm3。高位發(fā)熱量：QGr高位發(fā)熱量是指燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物冷卻到反應(yīng)前的溫度，而其中的水蒸氣（包括燃料中所含水分生成的水蒸氣和燃料中的氫燃燒時生成的水蒸氣）全部凝結(jié)為0℃水時所放出的熱量。低位發(fā)熱量：Qdr低位發(fā)熱量是指燃料完全燃燒后，其燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣冷凝為20℃的水蒸氣時所放出的熱量。1Kg0℃的水汽化成水蒸氣時，需要的汽化潛熱約為2500KJ標(biāo)準(zhǔn)燃料：對于不同種類的燃料，其發(fā)熱兩差別很大，即使同一品種燃料的發(fā)熱量也會因水分和灰分的含量不同而不同。因此，為便于統(tǒng)計和評比燃料消耗量，采用了標(biāo)準(zhǔn)燃料的概念。規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)煤的低位發(fā)熱量（收到基組成）為29270KJ/Kg既7000Kcal/Kg；標(biāo)準(zhǔn)油或標(biāo)準(zhǔn)氣低位發(fā)熱量為41820KJ/Kg或41820KJ/Nm3既10000Kcal/Kg或10000Kcal/Nm3燃料燃燒計算過剩空氣系數(shù)（α）燃料燃燒實際空氣需要量與理論空氣需要量的比值稱為過?？諝庀禂?shù)。α=VA/V0A既VA=αV0A式中V0A——理論空氣量（計算值）Nm3/KgVA——實際空氣量Nm3/Kg空氣量、煙氣量的近似計算法燃燒計算式（國家標(biāo)準(zhǔn)總局推薦）燃料V0A（Nm3/Kg或Nm3/Nm3）Vo（Nm3/Kg或Nm3/Nm3）煤0.241×Qdr/1000+20.213×Qdr/1000+1.65重油0.203×Qdr/1000+20.265×Qdr/1000煤氣（Qdr＜12560KJ/Nm3）0.209×Qdr/10000.173×Qdr/1000+1煤氣（Qdr＞12560KJ/Nm3）0.26×Qdr/1000-0.250.272×Qdr/1000+0.25天然氣0.264×Qdr/1000+0.020.264Qdr/1000+1.002式中：V0A——理論空氣量（Nm3/Kg或Nm3/Nm3）Vo——理論煙氣量（Nm3/Kg或Nm3/Nm3）實際空氣量VA=α.V0A實際煙氣量V=Vo+（α-1）V0A估算空氣量與煙氣量不同燃料燃燒時V0A與Vo的數(shù)值范圍V0A與Vo值煙煤(Nm3/Kg)重油(Nm3/Kg)發(fā)生爐煤氣(Nm3/Nm3)天然氣(Nm3/Nm3)理論空氣量V0A6–810-111.05-1.49-14理論煙氣量Vo6.5-8.510.5-