水和空气热交换总结

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1、水和空气热交换，水在不同保温措施下的散热速率，水在不同温度下的散热速率在电热水器的应用总结传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。根据传热机理的不同，热传递有三种基本方式：传导、对流和热辐射。热传导又称导热，若物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差，此时热量将从高温部分传向低温部分，或从高温物体传向与它接触的

2、低温物体，直至整个物体的各部分温度相等为止。热传导在固体、液体、和气体中均可进行。热对流，流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程，简称对流。热对流仅发生在流体中。在流体中产生对流的原因有二：一是因流体中各处的温度不同而引起密度的差别，使轻者上浮，重者下沉，流体质点产生相对位移，这种称为自然对流；而是因泵（风机）或搅拌等外力所致的指点强制运动，这种称为强制对流。在传热过程中，常常遇到的并非单纯对流方式，而是流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程，即是热由流体传到固体表面的过程，通常称为对流传热。对流传热的特点是靠近壁

3、面附近的流体层依靠热传导方式传热，而在流体主体中则主要依靠对流方式传热。可见，对流传热与流体流动状况密切相关。虽然热对流是一种基本的传热方式，但是由于热对流总伴随着热传导，要将两者分开处理是困难的，因此一般并不讨论单纯的热对流，而是着重讨论具有实际意义的对流传热。热辐射，因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。所有物体（包括固体、液体、气体）都能将热量以电磁波形式发射出去，而不需要任何介质，也就是说它可以在真空中传播。自然界中一切物体都在不停地向外发射辐射能，同时又不断地吸收来自其他物体的辐射能，并将其转变为热能。由于高温物体发射的能量比

4、吸收的多，而低温物体则相反，从而使净热量从高温物体传向低温物体。当未饱和空气和自由水水面相接触时，由于自由水面的水蒸气分压力比未饱和空气的水蒸气分压力高，于是产生液面水汽蒸发。水分蒸发成水汽时，要吸收大量的显热，就导致空气温度下降，整个过程是空气中的显热量转变成水汽的潜热量的一种热交换。饱和蒸汽分压力大的高温水分子向低压力的空气流动，当水和空气接触时，一方面由于空气和水的直接传热，另一方面由于水蒸气表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，将水中的热量带走。也就是水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，水分子不断地

5、向空气蒸发，成为水蒸汽分子，剩余的水分子的平均动能就会降低，从而使水的温度下降。可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。传导速率的公式来源如下：以三层

6、圆筒璧的热传导推导多层壁的热传导，三层壁圆筒如下图1-1所示：假设各层间接触良好，各层的导热系数分别为，厚度分别为。若将串联热阻的概念应用于（1-1），则三层圆筒的导热热速率方程式为：（1-2）式中同理，由式可得：（1-3）对n层圆筒璧，热量传导速率方程式为：（1-4）（搪瓷的导热系数：0.8273~1.163;不锈钢的导热系数：0：16.28，100：17.45）对圆筒璧的稳态热传导，通过各层的热传导速率都是相同的。热水器保温水箱由内胆、保温层、水箱外壳三部分组成。水箱内胆是储存热水的重要部分，其用材料强度和耐腐蚀性至关重要。市场上有

7、不锈钢、搪瓷等材质。保温层保温材料的好坏直接关系着热效率和晚间清晨的使用，在寒冷的东北尤其重要。目前较好的保温方式是进口聚氨脂整体自动化发泡工艺保温。外壳一般为彩钢板、镀铝锌板或不锈钢板。当我们知道各层的导热系数，我们就能利用公式（1-4）知道不同材质的散热速率，以及在不同的保温措施下的散热速率。当然可以通过公式计算得出热水器保温水箱的散热速率。以下列举热水器产品的一些参数和规律。史密斯热水器：42度左右最节能，用水量大或家庭多人洗浴时将加热温度设为最高75度，或者提前一小时或一个半小时加热。内胆：金桂内胆（史密斯专利），保温层：无氟聚

8、氨脂，外壳：工程塑料。型号：CEWH-PEZ6a.MAX双模2合1系统速热/储热2合1，即开即洗，多倍量热水b.金圭特护加热棒c.中温保温,更聪明更节能的保温方法d.洗浴时段定时，热水无需等待e.即时加热,