換熱器中熱量是如何從高溫流體傳遞給低溫流體的?
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換熱器中熱量是如何從高溫流體傳遞給低溫流體的?

2024.01.18

換熱器中熱量是如何從高溫流體傳遞給低溫流體的?

在工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中,換熱器作為實現(xiàn)能量轉換的重要設備,其核心功能在于高效地將熱量從高溫流體傳遞給低溫流體。這一過程遵循著基本的熱力學原理,并通過多種傳熱機制得以實現(xiàn)。

在換熱器內部,熱量的傳遞主要依靠三種基本方式:熱傳導、對流和輻射。其中,熱傳導是固體內部或固體與固體接觸面之間熱量傳遞的主要形式;對流則發(fā)生在流體內部或流體與固體表面之間,當流體因溫度差異而發(fā)生流動時,會攜帶熱量進行轉移;而在特殊條件下,如真空環(huán)境或高溫環(huán)境,熱輻射也會成為熱量傳遞的一個重要途徑。

在換熱器中,最常見的熱量傳遞模式是對流換熱。例如,在管殼式換熱器中,高溫流體通常在管內流動,低溫流體則在殼程圍繞管束流動,兩種流體由于溫差產(chǎn)生的自然對流或強制對流促使熱量從高溫流體向低溫流體傳遞。板式換熱器則是通過一系列平行排列且相互間隔的波紋金屬板片,使冷熱流體分別在板片兩側流動并借助板片間的微小間隙進行熱量交換。

另外,為了強化換熱效果,設計者常利用增加傳熱面積、優(yōu)化流體流動狀態(tài)以及采用具有優(yōu)良導熱性能材料等方式來提高換熱效率。比如,換熱器中的翅片、波紋板等結構可以增大傳熱面積,增強流體湍動程度,從而加速熱量傳遞進程。


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