热油炉传热原理

日期:2020-07-07 15:42:28来源:上海久星导热油股份有限公司
热油炉结焦的克星



1、热油炉传热原理
      众所周知,热油炉靠导热油传递热量。根据热力学第二定律,凡有温差存在的地方就有热量传递,而且热量自发地从高温向低温传递。
      传递有三种基本方法,即导热(传导)、对流、辐射,本文主要对热油炉的导热现象进行论述。
      导热是物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠物体分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象,导热现象一般发生在固体中。在导热过程中,温度是物质微观粒子(分子、电子等)热运动激烈程度的衡量。温度越高,微观粒子运动就愈激烈,其热运动的能量也愈大;反之,温度越低,热运动的能量就愈小。微观粒子相互碰撞的结果导致了热运动能量的转移,在宏观上就表现为热量由物体的一部分传递到另一部分。
      不同物态的物质,传导热量的微观粒子及这些微观粒子传递能量的方式是不同的。气体分子可以作幅度较大的自由运动,因此气体的导热主要依靠分子间的相互碰撞。固体中的金属和非金属的微观粒子热运动也不同,非金属物质的分子,只有在平衡位置附近振动,分子能量的传播是依靠分子的振动;金属结构中有大量的自由电子传递。液体的结构介于气体和固体之间,分子可做幅度不大的位移。此时,热量的传递不仅依靠分子的振动,还依靠分子间的相互碰撞。
      一般只在密实的固体中,才存在单纯的导热现象。热量传递是由温度差引起的,因此,导热过程与物体内部的温度分布密切相关。
      傅里叶(J.B.Fourier)导热方程式[1]指出,导热的比热流量q 与温度梯度成正比。即:

q=-λ(ət/ən)(W/m2)        (1)
式中的负号表明,导热的方向是沿着温度降低的方向;λ 为导热系数,它表示沿导热方向单位长度上温度降低1 ℃所能通过的比热流量[W/(m·℃)],即导热能力。
      不同的材料,其λ 值不同,即使是同一种材料,导热系数λ 值还和物质的结构、密度、成分、温度和湿度有关,在各种影响因素中,温度与导热系数的关系尤为密切。在工程计算中,近似地认为导热系数与温度呈线性关系:
λt=λ0+bt (2)
式中 λt———t(℃)时材料的导热系数,W/(m·℃);
       λ0———0 ℃时材料的导热系数,W/(m·℃);
       b ———温度系数,不同材料的b 值由实验确定,大多数金属材料的b 为负值。
      除绝热材料外,导热系数的大小,一般按金属、非金属、液体及气体的次序排列。金属λ 值的范围是2.3~420 W/(m·℃)。导热性能好的金属有较多自由电子,其导热性也好。金属中的杂质会影响自由电子的能量传递,因此合金中杂质含量越多,λ 值就越小。通常把常温下λ<0.23 W/(m·℃)的材料用于保温或隔热,称为绝热材料。
      热油炉在使用初期,其炉管是单层圆筒壁。由于长期使用,炉管内壁形成很硬的结焦,根据串联热阻的叠加特性,简化可看作平壁由几层不同材料组成,其综合传热示意如图1(详见《导热油应用手册》p84)所示,其比热流量公式为:
比热流量公式
式中 tf1———平壁左边热流体温度,℃;
       tf2———平壁右边冷流体温度,℃;
       a1———热流体与左侧壁之间的传热系数,W/(m2·℃);
       a2———冷流体与右侧壁之间的传热系数,W/(m2·℃);
       δ ———平壁或结焦的厚度,m;
       λ ———平壁或结焦的导热系数,W/(m·℃)


转载请注明地址:http://www.9xchem.com/

 沪ICP备16038071号-1  上海久星导热油股份有限公司沪ICP备16038071号-1

aESQA1y1vTRk5dvjMvtxWTZLdFKi6r9g8pnumS5dcsjuXC+LytwSyuehZReFv6slQKcobInlrVO9F/7FeT07NNDc1fjcX809nfVLGGfapOuaErwTohk53w==