一(yī)、傳热的(de)三(sān)種(zhǒng)形式
1、傳热，也(yě)称热傳遞，是(shì)物(wù)理(lǐ)學(xué)上的(de)一(yī)个物(wù)理(lǐ)現(xiàn)象(xiàng)，是(shì)热能從高(gāo)温(wēn)向(xiàng)低(dī)温(wēn)部(bù)分(fēn)轉(zhuǎn)移的(de)过(guò)程，只(zhī)要(yào)一(yī)个介質(zhì)內(nèi)或(huò)者(zhě)两(liǎng)个介質(zhì)之(zhī)間(jiān)存在(zài)温(wēn)度梯(tī)度，傳热就(jiù)会(huì)發(fà)生(shēng)。傳热有(yǒu)三(sān)種(zhǒng)方(fāng)式：热傳導、热对(duì)流、热輻射。
計(jì)算热傳導的(de)速率方(fāng)程就(jiù)是(shì)大(dà)家(jiā)熟悉的(de)傅立葉(yè)定(dìng)律：
qx（W/m^2)是(shì)與(yǔ)傳輸方(fāng)向(xiàng)相垂直(zhí)的(de)單位(wèi)面(miàn)積上的(de)热流速率。它(tā)與(yǔ)在(zài)該方(fāng)向(xiàng)上的(de)温(wēn)度梯(tī)度成(chéng)正(zhèng)比，其(qí)中(zhōng)的(de)比例系(xì)數 k 就(jiù)是(shì)介質(zhì)的(de)热導率，是(shì)物(wù)質(zhì)最(zuì)基本的(de)物(wù)理(lǐ)性(xìng)質(zhì)之(zhī)一(yī)。
2、热对(duì)流
对(duì)流是(shì)指由(yóu)于(yú)流体的(de)宏觀運動(dòng)而(ér)引起(qǐ)的(de)流体各(gè)部(bù)分(fēn)之(zhī)間(jiān)發(fà)生(shēng)相对(duì)位(wèi)移，不(bù)同(tóng)的(de)温(wēn)度下(xià)的(de)換热表(biǎo)面(miàn)和(hé)流体之(zhī)間(jiān)的(de)热量(liàng)傳遞过(guò)程。
对(duì)流可(kě)分(fēn)为(wèi)强迫对(duì)流和(hé)自(zì)然对(duì)流。强迫对(duì)流，是(shì)由(yóu)于(yú)外界作(zuò)用(yòng)推動(dòng)下(xià)産生(shēng)的(de)流体循环(huán)流動(dòng)，攪拌器。自(zì)然对(duì)流是(shì)由(yóu)于(yú)温(wēn)度不(bù)同(tóng)密度梯(tī)度变化(huà)，重(zhòng)力作(zuò)用(yòng)引起(qǐ)低(dī)温(wēn)高(gāo)密度流体自(zì)上而(ér)下(xià)流動(dòng)，高(gāo)温(wēn)密度流体自(zì)下(xià)而(ér)上流動(dòng)，如(rú)蒸發(fà)和(hé)冷(lěng)凝。
对(duì)流热流密度計(jì)算公(gōng)式，又称牛顿(dùn)冷(lěng)卻公(gōng)式：
其(qí)中(zhōng)q''是(shì)热流密度（W/m^2)，Ts是(shì)固体壁(bì)面(miàn)温(wēn)度，
是(shì)壁(bì)面(miàn)接触流体的(de)温(wēn)度。
h为(wèi)对(duì)流換热系(xì)數 [ W/m^2*K ]。
h與(yǔ)边界层中(zhōng)的(de)条(tiáo)件(jiàn)有(yǒu)關(guān)，边界层又取(qǔ)決于(yú)表(biǎo)面(miàn)的(de)幾(jǐ)何形狀、流体的(de)運動(dòng)特(tè)性(xìng)及(jí)流体的(de)衆多(duō)热力學(xué)性(xìng)質(zhì)和(hé)輸運性(xìng)質(zhì)。
1）牛顿(dùn)冷(lěng)卻定(dìng)律：
式中(zhōng)：Q’,Q──对(duì)流給(gěi)热速率，W； α’,α──对(duì)流給(gěi)热系(xì)數，W/(m2.℃)； Tw tw──壁(bì)温(wēn)，℃； T,t──流体主体温(wēn)度，℃； A──对(duì)流給(gěi)热面(miàn)積，m2。 不(bù)同(tóng)的(de)温(wēn)度下(xià)的(de)換热表(biǎo)面(miàn)和(hé)流体之(zhī)間(jiān)的(de)热量(liàng)傳遞称为(wèi)对(duì)流。其(qí)機(jī)理(lǐ)實(shí)際上是(shì)一(yī)種(zhǒng)分(fēn)子擴散(sàn)和(hé)規模運動(dòng)組合。
在(zài)表(biǎo)面(miàn)附近(jìn)流体流速低(dī)，擴散(sàn) （分(fēn)子随機(jī)運動(dòng)）占主導。但離開(kāi)表(biǎo)面(miàn)，分(fēn)子規模運動(dòng)的(de)影響增加。对(duì)流傳热有(yǒu)强制对(duì)流和(hé)自(zì)然对(duì)流两(liǎng)種(zhǒng)方(fāng)式。强制对(duì)流出(chū)現(xiàn)在(zài)流体的(de)流動(dòng)由(yóu)外部(bù)力量(liàng)驅動(dòng)，如(rú)泵或(huò)攪拌器。相反(fǎn)自(zì)然对(duì)流是(shì)由(yóu)于(yú)流体中(zhōng)温(wēn)度的(de)变化(huà)導致(zhì)密度的(de)不(bù)同(tóng)而(ér)産生(shēng)的(de)浮力引起(qǐ)。
由(yóu)于(yú)物(wù)体的(de)相变，如(rú)蒸發(fà)或(huò)冷(lěng)凝而(ér)引起(qǐ)的(de)热量(liàng)傳遞也(yě)歸为(wèi)对(duì)流傳热模式。
3、热輻射
热輻射，是(shì)一(yī)種(zhǒng)物(wù)体用(yòng)電(diàn)磁輻射的(de)形式把(bǎ)热能向(xiàng)外散(sàn)發(fà)的(de)傳热方(fāng)式。它(tā)不(bù)依赖任何外界条(tiáo)件(jiàn)而(ér)進(jìn)行，是(shì)在(zài)真(zhēn)空(kōng)中(zhōng)最(zuì)为(wèi)有(yǒu)效的(de)傳热方(fāng)式。
不(bù)管(guǎn)物(wù)質(zhì)處(chù)在(zài)何種(zhǒng)狀态（固态、气(qì)态、液态或(huò)者(zhě)玻璃态），只(zhī)要(yào)物(wù)質(zhì)有(yǒu)温(wēn)度（所(suǒ)有(yǒu)物(wù)質(zhì)都有(yǒu)温(wēn)度），就(jiù)会(huì)以(yǐ)電(diàn)磁波(bō)（也(yě)就(jiù)是(shì)，光(guāng)子）的(de)形式向(xiàng)外輻射能量(liàng)。这(zhè)種(zhǒng)能量(liàng)的(de)發(fà)射是(shì)由(yóu)于(yú)組成(chéng)物(wù)質(zhì)的(de)原子或(huò)分(fēn)子中(zhōng)電(diàn)子排列位(wèi)置的(de)改变所(suǒ)造成(chéng)的(de)。
實(shí)際傳热过(guò)程一(yī)般都不(bù)是(shì)單一(yī)的(de)傳热方(fāng)式，如(rú)煮開(kāi)水(shuǐ)过(guò)程中(zhōng)，火(huǒ)焰对(duì)爐壁(bì)的(de)傳热，就(jiù)是(shì)輻射、对(duì)流和(hé)傳導的(de)綜合，而(ér)不(bù)同(tóng)的(de)傳热方(fāng)式则遵循不(bù)同(tóng)的(de)傳热規律。为(wèi)了(le)分(fēn)析方(fāng)便，人(rén)们(men)在(zài)傳热研究中(zhōng)把(bǎ)三(sān)種(zhǒng)傳热方(fāng)式分(fēn)解(jiě)開(kāi)来(lái)，然后再加以(yǐ)綜合。
二(èr)、總(zǒng)的(de)傳热系(xì)數 (U)
傳热系(xì)數單位(wèi)是(shì)[W/m² K]。
總(zǒng)的(de)傳热系(xì)數一(yī)般要(yào)考慮被(bèi)換热面(miàn)隔開(kāi)了(le)的(de)两(liǎng)種(zhǒng)流体之(zhī)間(jiān)的(de)導热和(hé)对(duì)流，還(huán)需要(yào)考慮換热过(guò)程的(de)結垢程度，在(zài)換热表(biǎo)面(miàn)水(shuǐ)膜和(hé)污垢的(de)積聚将大(dà)大(dà)降低(dī)傳热效果(guǒ)。
各(gè)个傳热系(xì)數的(de)大(dà)小取(qǔ)決于(yú)換热过(guò)程的(de)特(tè)點(diǎn)、流体的(de)物(wù)理(lǐ)性(xìng)質(zhì)、流率和(hé)換热表(biǎo)面(miàn)的(de)物(wù)理(lǐ)布置等因(yīn)素。
三(sān)、蒸汽是(shì)如(rú)何加热的(de)？
1、通(tòng)过(guò)冷(lěng)凝傳热：蒸汽中(zhōng)的(de)潛热在(zài)冷(lěng)凝时釋放出(chū)来(lái)，通(tòng)过(guò)換热器傳遞到(dào)被(bèi)加热的(de)産品。
2、通(tòng)过(guò)对(duì)流傳热（热水(shuǐ)或(huò)热油(yóu)）
热水(shuǐ)或(huò)热油(yóu)等热媒介質(zhì)是(shì)通(tòng)过(guò)对(duì)流傳热的(de)，沒(méi)有(yǒu)相变，热煤(méi)通(tòng)过(guò)降低(dī)自(zì)身(shēn)温(wēn)度，以(yǐ)强制对(duì)流的(de)方(fāng)式傳遞热量(liàng)給(gěi)被(bèi)加热的(de)産品。
四(sì)、傳热的(de)热阻
在(zài)傳热过(guò)程中(zhōng)金(jīn)屬牆(qiáng)不(bù)是(shì)唯一(yī)的(de)热阻。在(zài)蒸汽側可(kě)能有(yǒu)一(yī)层空(kōng)气(qì)膜、冷(lěng)凝水(shuǐ)膜和(hé)污垢层。在(zài)産品側可(kě)能有(yǒu)粘在(zài)換热面(miàn)上的(de)産品层或(huò)污垢层以(yǐ)及(jí)遲滞不(bù)流動(dòng)的(de)産品层。
所(suǒ)以(yǐ)对(duì)産品進(jìn)行攪動(dòng)，或(huò)經(jīng)常清(qīng)洗設備，提(tí)高(gāo)鍋(guō)爐水(shuǐ)質(zhì)，分(fēn)離出(chū)蒸汽中(zhōng)的(de)水(shuǐ)分(fēn)，都可(kě)以(yǐ)提(tí)高(gāo)傳热率。
小總(zǒng)結：冷(lěng)凝水(shuǐ)膜的(de)热阻是(shì)不(bù)鏽鋼(gāng)換热面(miàn)的(de)100~150倍，是(shì)铜(tóng)的(de)500~600倍。
空(kōng)气(qì)的(de)傳热热阻是(shì)鋼(gāng)的(de)1500~3000倍，是(shì)铜(tóng)的(de)8000~16000倍，这(zhè)表(biǎo)示0.025 mm厚的(de)空(kōng)气(qì)层相當于(yú)400 mm厚铜(tóng)壁(bì)産生(shēng)的(de)热阻。
热阻越大(dà)，温(wēn)度梯(tī)度越大(dà)，这(zhè)表(biǎo)示为(wèi)了(le)达(dá)到(dào)同(tóng)樣(yàng)的(de)産品温(wēn)度，需要(yào)更(gèng)高(gāo)的(de)蒸汽壓力。如(rú)下(xià)图(tú)：
在(zài)制程和(hé)空(kōng)間(jiān)加热應(yìng)用(yòng)中(zhōng)，所(suǒ)有(yǒu)的(de)蒸汽加热設備換热器表(biǎo)面(miàn)，空(kōng)气(qì)膜和(hé)冷(lěng)凝水(shuǐ)膜是(shì)普遍(biàn)存在(zài)的(de)，为(wèi)了(le)得到(dào)最(zuì)佳的(de)産品質(zhì)量(liàng)，为(wèi)了(le)节(jié)能，则及(jí)时排除冷(lěng)凝水(shuǐ)和(hé)空(kōng)气(qì)，是(shì)非(fēi)常有(yǒu)效的(de)辦(bàn)法(fǎ)，可(kě)以(yǐ)大(dà)大(dà)热高(gāo)热效率。
