传热过程及其计算方法

工程上经常遇到固体壁面两侧流体之间的热量交换，在传热学中，这种热量从固体壁面一侧的流体通过固体壁面传递到另一侧流体的过程称为传热过程。

图2-15 通过平壁的传热过程

一般来说，传热过程由三个串联的热量传递环节组成：

1）热量以对流换热的方式从高温流体传给壁面，有时还存在高温流体与壁面之间的辐射换热，如炉膛内高温烟气与水冷壁之间的热量交换；

2）热量以导热的方式从高温流体侧壁面传递到低温流体侧壁面；

3）热量以对流换热的方式从低温流体侧壁面传给低温流体，有时还需考虑壁面与低温流体及周围环境之间的辐射换热。

以最简单的通过平壁的稳态传热过程为例，如图2-15所示，一个热导率λ为常数、厚度为δ的大平壁，平壁左侧远离壁面处的流体温度为t_f1，表面传热系数为α₁，平壁右侧远离壁面处的流体温度t_f2，表面传热系数为α₂，且t_f1>t_f2。假设平壁两侧的流体温度及表面传热系数都不随时间变化。显然，这是一个稳态的传热过程，由平壁左侧的对流换热、平壁的导热和平壁右侧的对流换热三个串联的热量传递环节组成，这样，根据前面的公式，可以导出

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式中，R∑——传热热阻。

对于一般的传热过程，我们可以写出

式中，K——传热系数[W/（m²·K）]。

对比上面的两个公式，传热系数K为

[1]atm：标准大气压。1atm=101.325kPa。