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溫度變化和熱量的關系范文1
【關鍵詞】蒸發屋面；隔熱膜快；熱箱；標定
1 引言
生態屋面蒸發隔熱技術的研究主要集中于輕質植被隔熱屋面、多孔材料蒸發隔熱屋面、蓄淋水隔熱屋面等方面，國內在此方面的研究大多偏重于工程應用，重點對其施工工藝、構造模式、施工方法及布置等進行研究，對其隔熱機理的研究開展不多。華南理工大學孟慶林等人[1]則通過熱氣候風洞模擬真實典型氣候環境，對種植屋面材料熱過程進行仿真測試研究，提出種植屋面的當量熱阻為0.41～0.63（m2.K）/W；其他不同學者[2-4]也分別對不同材料的蒸發隔熱模塊進行了實驗測試研究，獲得了相關材料的蒸發隔熱特性。
但是基于多孔材料的蒸發隔熱技術涉及多孔介質的熱濕耦合傳遞，僅通過實際氣候條件下的實驗測試難以準確獲得其水力傳導系數、濕擴散系數及表觀當量熱阻等物性參數和熱濕耦合傳遞規律。因此本課題組設計并研制出用于測試生態屋面蒸發隔熱模塊的實驗室防護熱箱，以期通過調節實驗測試模塊上下表面環境參數，從而得到其熱濕耦合傳遞特性和蒸發隔熱規律。
2實驗測試裝置及流程
2.1 實驗測試裝置
生態蒸發隔熱模塊的熱濕耦合傳遞特性和蒸發隔熱規律采用防護熱箱法進行測試，防護熱箱由內外箱兩部分組成，其構造從里到外依次為：鍍鋅板、聚苯乙烯泡沫填充物、鍍鋅板。里外均用黑漆噴鍍。實驗測試標定環境工況為：室內溫度27.3℃～27.7℃，環境相對濕度在60.5%～73.6%。
標定板采用擠縮聚苯乙烯板：尺寸長×寬×厚為660mm×660mm×50mm；主要熱工性能，導熱系數為0.0493W/（m.K）。
2.2 實驗測試流程
為了獲得實驗室防護熱箱的標定特性規律，本文于廣州的夏天（9月28日―10月3日）對實驗室防護熱箱的四周散熱量、其它散熱量、內箱箱內溫度進行了測試。溫度測試分別選取內箱各個壁面中心、內外箱懸空中心、標定板上下表面、內箱中心懸空。實驗連續測試7個小時，每隔5分鐘記錄一次數據。
實驗測試標定流程：通過所設置的高精度交流穩壓器獲得穩定的輸出電壓，并通過調壓器調節加熱器電壓，從而調節防護熱箱內加熱器的加熱量，獲得不同的加熱工況。利用溫控裝置控制外箱加熱器的開啟與關閉，從而使內外箱溫度基本保持一致。防護熱箱內外表面的溫度分別由設置在箱內外表面溫度傳感器進行測試，并通過溫度采集儀進行采集；利用電力采集儀記錄軸流風機的功率、功率因數。
3 實驗測試結果及分析
3.1 實驗測試工況
防護熱箱內箱內外壁面溫度、標定板內外表面溫度和內外箱箱內溫度是標定計算的重要參數。其中保證內外箱箱內溫度相等是其它計算的前提，不同工況下內外箱箱內溫度、加熱時間以及溫差如表1所示。
3.2 準穩態傳熱狀態的判定
當箱體處于相對穩定傳熱平衡狀態時，意味著加熱器加熱量、箱體傳熱量、箱體蓄熱量和標定板傳熱量處于相對穩定傳熱狀態，亦即箱體標定處于穩定狀態時段。判定箱體處于相對穩定傳熱狀態是確定防護熱箱內箱傳熱量、蓄熱量的重要指標。一般情況下，可以通過標定板內外兩側的溫差變化、內箱箱體壁面內外兩側的溫差變化、內外箱箱內溫度差值等參數變化來進行判定。本文通過內外箱箱內溫度的變化來判定箱體是否進入相對穩定傳熱狀態。從圖2可以得出：不同標定工況下內外箱箱內溫度溫差隨時間的變化規律大致相同，在開始加熱的3個小時內，溫差隨時間逐漸縮?。?至5個小時內曲線趨于平緩；5至7個小時內，曲線基本水平，溫差隨時間的增加而不變。與此同時不同加熱工況進入相對穩定傳熱狀態的時間大致相同。不同工況下加熱時間、準穩態階段的選取如表1所示。
3.3 傳熱量的標定分析
不同標定工況下內箱箱體的四周散熱量、其它散熱量與箱體總熱流量的關系，標定板傳熱量與箱體總熱流量的關系。
箱體的其它散熱量占總熱流量的35.0%～40.4%，平均占35.6%；箱體的四周散熱量占總熱流量的11.8%～14.9%，平均占12.9%；標定板傳熱量占總熱流量的47.7%～53.4%，平均占51.5%。從上述數據可以看出，當防護熱箱內外箱溫度相對恒定時，內箱的四周散熱量很小，說明本實驗設計的防護熱箱合理準確。
不同實驗工況下隨著總熱流量的不斷增加，內箱的箱體散熱量、其它散熱量呈線性隨之增加；與此同時，通過標定板的傳熱量也隨總熱流量的增加而增大，從回歸公式看，相關系數的平方可以達到0.9959，說明此線性回歸公式的應用準確性高，為后續生態蒸發隔熱模塊性能測試提供很好的標定公式基礎。
4 實驗測試結論
從上述標定實驗結果可以分析得出以下一些結論：
（1）在實驗標定環境工況（室內環境溫度在27.3℃～27.7℃；環境相對濕度在60.5%～73.6%）下，不同加熱工況的加熱時間在7個小時左右，且不同工況下進入相對穩定狀態的時間基本相同，即在加熱5個小時后進入準穩態傳熱階段；
（2）在實驗標定環境工況下，箱體總熱流量與內箱箱體四周散熱量、內箱其他散熱量、標定板傳熱量以及內箱箱內溫度均表現出良好的線性相關關系，其相關系數分別為0.8951、0.9718、0.9743和0.9645，反映出箱體總熱流量與內箱箱體四周散熱量及其他散熱量在相對穩定傳熱階段具有良好的線性穩定關系；
（3）在25V～45V不同實驗測試工況下，內外箱箱內溫度之差介于0.62℃～0.99℃之間，滿足防護熱箱控制要求；且各實驗測試工況下內箱箱體四周散熱量與箱體總熱流量的比值范圍為0.118～0.149，所占份額很小且基本穩定；
5 結束語
用于測試蒸發隔熱模塊的防護熱箱的標定是準確進行隔熱實驗的前提與基礎，本文對測試用防護熱箱進行了不同工況下的實驗研究，獲得了該防護熱箱內箱箱體蓄熱量、四周傳熱量與加熱量的函數關系式及比值范圍，同時獲得了內箱箱體溫度的變化范圍，該實驗結果可為模塊的蒸發隔熱實驗提供必要的標定數據和良好的實驗測試基礎。不足之處，通過標定板的熱量僅占總加熱的51.5%，而其它散熱量占總加熱量多達35.6%，這是實驗裝備需要改進的地方，盡量使通過標定板的熱量占總加熱量的90%以上。
【參考文獻】
溫度變化和熱量的關系范文2
【關鍵詞】通信基站通風冷卻技術節能
通信基站是通信網絡的基礎，屬于公共建筑的一種。但與其他的普通公共建筑相較而言，通信基站的空調系統全年全天運行，涵蓋全年所有季節，因此發熱量最大。
一、通信機房環境條件要求
根據2008年11月1日開始實施的《通信中心機房環境條件要求》（YD/T1821.2008）其中對通信機房的溫度、相對濕度、潔凈度、新風量做出了以下幾個規定：通信機房的溫度、相對濕度及溫度變化率。
1.1通信機房的回風控制精度
在2011年1月1日實施的《通信機房用恒溫恒濕空調系統》（YD/T2061―2009）對回風控制精度做出如下幾個規定：（1）當回風溫度大于等于十八攝氏度并且小于等于二十八攝氏溫度時，溫度上下幅度在一攝氏溫度之內。（2）當回風濕度大于等于百分之三十并且小于等于百分之七十時，濕度上下幅度在百分之四到百分之五范圍之內。
1.2通信機房的環境特點
送風量大，送風焓差小。一般來說，溫度對于通信設備的影響不容忽視，因此通信設備的電子器件絕大多數都具有溫度這一特性，因此通信機房要求溫濕度相對穩定一些，不能劇烈變化，因為溫度變化太快時很容易導致電子器件發生問題。一般來說，送風量比較大的時候，機房的溫濕度指標都處于一個比較平穩的狀態，換言之，送風量是影響機房的溫濕度的一個重要指標。
散熱量大，散濕量小。據統計顯示，通信機房的散熱量大，散濕量小。散熱量大的原因主要是，設備散出的顯熱和圍護結構傳熱。散濕量小的原因主要是，通信機房內一般來說不存在固定的濕源，濕量主要來自工作人員以及進入機房內部的室外空氣，因此散濕量一般很小。
1.3送風方式的特殊性
一般來說，機房空調的送風形式只有兩種，即分為上送下回方式以及下送上回方式。對于小型通信機房和通信基站來說，房空調的送風形式采用上送下回氣流組織形式比較合適。但是，對于大型的通信機房來說，房空調的送風形式采用下送上回方式更加普遍。
1.4防塵要求
塵埃對通訊設備具有很強的傷害。停留在電子器件上的灰塵容易導致絕緣不良，金屬接點和金屬插接件積有灰塵也導致接觸不良。當通信機房相對濕度偏低時，電子器件上的積塵可導致靜電吸附現象。
當前建設的通信基站中，部分采用了智能新風系統，見圖1。
二、風機狀態影響系統耗電量
當風機處于間歇狀態的時候，風機有兩種不同的狀態，即開啟和關閉狀態。開啟條件是，室內溫度達到室內氣溫的最高溫度。關閉條件是，室溫在室內溫度最低溫度之下。隨著室內溫度的循環變化，風機也隨著變化，即從開啟和關閉兩種狀態循環變化。系統處于風機和空調間歇運行狀態時，在某些狀況下系統的節電量會忽略不計，這種狀況就是通過風機引入的冷量少，造成空調系統必須不斷工作，已達到降低溫度的效果，由于空調的不斷工作，此時節電量會很小，計算時因此可以被忽略掉。
三、各個影響因素和節電量之間的關系
3.1風機風量
實際觀測可得到，在一定范圍內，節電量與通風換氣的次數成正比例，即在這一范圍內，通風換氣的次數增加，節電量就增加；通風換氣的次數減少，節電量就減少。但是過了這一特定范圍，電量與通風換氣的次數就不成正比例關系了，表現為即使通風次數增加，節電量也不一定會隨之增加，反而有時候會呈下降趨勢。造成這種現象的原因是，風機電耗能量會隨著風機通風風量的增大而增大，因此造成了節電量與通風換氣的次數不一定成正比例的關系。由此可得，設置一個合理的通風換氣次數是非常必要的。
3.2空調系統設定的溫度
實際觀測可得到，全年節電量與空調系統設定的溫度呈現出正比例的關系，即要想全年節電量大，空調系統設定的溫度就要大；要想全年節電量小，空調系統設定的溫度就要低。
3.3室內發熱量
據統計可得，全年節電量一般和室內設備發熱量呈現出正比例關系，室內設備發熱量大，全年耗電量就會變大；反之，室內設備發熱量變小的話，全年耗電量也會隨之變小一些。室內設備發熱量之，也會隨著室內設備發熱量減少而變小。但是實際情況是，室內發熱量太小時，通風冷卻技術并不適用，因為此時不符合經濟性的原則。室內發熱量小導致全年耗電量小，此時不值得使用通風冷卻技術，因為使用此技術會有很長的投資期。
3.4空調系統能效比
節電量與空調系統能效比呈現反比例關系，即當空調系統能效比增加時，節電量會相應地變小，并且減少趨勢會隨著室內發熱量的增大而表現更加明顯；反之，當空調系統能效比減少時，節電量反而會相應地變大。
3.5風機功率
節電量與風機功率呈現出反比例關系，即風機功率增加時，節電量反而相應地減少，并且減少量會隨著室內發熱量的增加而更加明顯；反之，風機功率減少的時候，節電量反而會相應地增大。
總的來說，在一定程度內，節電量與通風換氣數成正比，但是超過這種程度之后，節電量不會再增加，反而會下降，因此需要根據室內發熱量的不同，而設置不同的合適各自的通風換氣數。節電量與空調系統設定溫度成正比，就是設置溫度越大，節電量越大，反之節電量越小。節電量與室內發熱量也成正比，然而與空調系統能效比卻成反比。
四、結論
本文章中提出的評價方法具有明顯的局限性，因為是在針對的情況比較特殊，不具有一般性。換言之，是在針對特定基站情況下，提出的評價基站通風冷卻技術的節能效果。通風冷卻技術適合于發熱量高的基站，而不適合于發熱量過低的基站。
參考文獻
[1]中國電信集團公司電源技術支撐中心.連載8：機房新風直接引入節能技術[J].廣東通信技術，2009，（5）：28-33
溫度變化和熱量的關系范文3
關鍵詞 T-Q圖； 熱端溫差；窄點溫差；估算方法
中圖分類號TK22 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）90-0098-02
0引言
本文將以無再熱、無補燃、雙壓蒸汽余熱鍋爐為例，介紹利用T-Q圖推算鍋爐的蒸汽參數的估算方法，并結合實例對估算方法的有效性進行驗證。
1 T-Q圖及其重要參數
T―Q圖由煙氣放熱曲線、工質（蒸汽和給水）吸熱曲線組成，反映了余熱鍋爐運行時，煙氣溫度變化及焓值變化，工質（給水或蒸汽）溫度和吸熱量變化，以及煙氣溫度變化與各受熱面工質吸熱量的關系，典型的T―Q圖見圖1，它包括了1）煙氣放熱曲線，它反映了燃機出口的高溫煙氣將熱量傳遞給工質后變成低溫煙氣的過程；2）過熱蒸汽吸熱曲線，它反映了過熱蒸汽吸收的熱量，對應鍋爐的過熱段；3）飽和蒸汽吸熱曲線，它反映了飽和水吸熱相變為飽和汽吸熱量，對應鍋爐的蒸發段。吸熱過程是在蒸發器中完成的，此過程中工質溫度不發生變化；4）給水吸熱曲線，它反映了凝結水被加熱到鍋筒壓力下飽和水溫度的吸熱量，它的受熱面有給水加熱器、除氧器及省煤器。利用T―Q圖需要了解余熱鍋爐運行中的一些重要參數，這些參數在估算方法中非常有用。
1.1熱端溫差
余熱鍋爐主汽溫度取決于燃氣輪機的排煙溫度，熱端溫差指燃機排煙溫度與主蒸汽溫度的溫差，一般在20℃～50℃。
1.2窄點溫差
余熱鍋爐的窄點溫差Tp是指余熱鍋爐中的蒸發器入口處煙氣的溫度與工質飽和溫度之間的差值[1]。窄點溫差越小，余熱的利用率越高。但是為了減少窄點溫差必須提高蒸發器的換熱量，就必須增加余熱鍋爐的換熱面積，這樣余熱鍋爐的投資較大；同時燃氣側的流動損失也會增加，導致燃氣輪機的功率有所減小。因此選擇合適窄點溫差非常重要，是決定余熱鍋爐受熱面積的關鍵因素，一般取8℃～20℃，最低可以取7℃。
1.3接近點溫差
余熱鍋爐的接近點溫度，是指省煤器出口的水溫與對應壓力下的飽和水溫度之間的差值[2]。如果接近點溫差過大，表面省煤器的強化換熱的特點沒有得到充分的利用，為了保證余熱鍋爐的效率還必須增加余熱鍋爐的換熱面積，投資費用增加。但是接近點溫差也不能太小，如果接近點溫差接近零，說明省煤器中發生了汽化現象，很可能導致省煤器管過熱甚至損壞，不利余熱鍋爐的安全運行。因此接近點溫差的選擇必須合適，一般取4℃～10℃。
1.4排煙溫度
余熱鍋爐的排煙溫度直接影響到鍋爐的效率[1]，但是降低余熱鍋爐的排煙溫度要增加鍋爐受熱面，余熱鍋爐設計時要綜合考慮投資與效率的因素。單壓系統的排煙溫度為150℃～180℃，多壓蒸汽系統的排煙溫度可以低很多，例如雙壓系統的排煙溫度為100℃～150℃，三壓系統的排煙溫度為80℃～100℃。
2 T-Q圖的畫法
T-Q圖包含了煙氣隨溫度下降的煙氣放熱曲線，和工質（蒸汽和給水）的吸熱曲線。煙氣的放熱量與煙氣量、煙氣組分及溫降有關。工質的吸熱量與工質的壓力、溫度、流量有關。與9E燃機配套的余熱鍋爐，一般采用雙壓蒸汽系統，受熱面布置一般為高壓蒸汽過熱器、高壓蒸發器（即高壓鍋筒，高壓給水在此由飽和水變成飽和汽）、高壓省煤器1）低壓蒸汽過熱器、低壓蒸發器、高壓省煤器；2）低壓省煤器、高壓省煤器；3）除氧器及給水加熱器，具置可能因低壓蒸汽參數的不同會有所調整。
2.1 煙氣放熱曲線
燃機的煙氣由氮氣、水、二氧化碳、氧氣組成，各分氣體的各個溫度下的的比焓h見表1，煙氣的比焓等于各分氣體對應的比焓與其體積份額的乘積之和。
氣體比焓與溫度具有線性關系，因此只要根據燃機的排煙溫度與余熱鍋爐的排煙溫度求出相應溫度下煙氣的比焓，計算出焓差，乘以煙氣量就能得到煙氣的放熱量。以溫度為縱坐標，放熱量為橫坐標，畫出煙氣放熱曲線。
2.2蒸汽吸熱曲線
T-Q圖中工質吸熱曲線由高壓過熱蒸汽以及飽和蒸汽曲線構成，分別對應蒸汽的過熱段和蒸發段。雙壓余熱鍋爐的主汽，一般為5.3MPa～8.8MPa/500℃～530℃的次高壓參數，或10.0MPa/540℃的高壓參數；主汽的熱端溫差一般為20℃～50℃。根據主汽流量及各溫度壓力下的焓值，可以求出高壓過熱器受熱面及高壓蒸發器受熱面的吸熱量，并在T-Q圖上畫出這二個受熱面處的工質吸熱曲線。根據確定的低壓蒸汽壓力求出低壓鍋筒壓力下的飽和溫度，可以畫出低壓蒸汽吸熱曲線。根據低壓汽流量及蒸汽參數，分別求出低壓過熱器及蒸發器受熱面的吸熱量，可以畫出這兩段的工質吸熱曲線。
2.3給水吸熱曲線
流經除氧器及給水加熱器的給水流量為高、低壓蒸汽流量之和，由于除氧器后的給水泵將給水分別打入低壓省煤器及高壓省煤器，最后生成高壓過熱蒸汽及低壓過熱蒸汽，因此.除氧器及給水加熱器吸熱量可以合并計算，將凝結水加熱到除氧器出口飽和水溫度。根據高低壓給水吸熱量，可以畫出高低壓省煤器吸熱曲線。
3估算方法
為了利用T-Q圖估算余熱鍋爐的蒸汽參數，對于無再熱、無補燃、雙壓蒸汽余熱鍋爐，假定余熱鍋爐排污率為0，不考慮噴水減溫，不考慮除氧器、蒸發器循環倍率的影響，只考慮工質吸收的熱量，那么鍋爐的蒸汽參數可以利用T-Q圖估算。
溫度變化和熱量的關系范文4
一、基礎型考題
【例1】（2006年梧州考題）下列物質溶解于水后溶液溫度沒有明顯變化的是（）
A.氯化鈉B.濃硫酸C.氫氧化鈉 D.硝酸銨
解析：本題屬于識記型考題，了解常見物質溶于水時的熱效應是正確解題的關鍵。濃硫酸、氫氧化鈉溶于水時均放出熱量，硝酸銨溶于水時吸收熱量，氯化鈉溶于水時溶液溫度無明顯變化。答案為A。
點撥：本題源于課本知識，是課本知識的再現，只要牢固掌握課本基礎知識，應很容易得出答案。
二、應用型考題
【例2】（2006年錦州考題）在圖1所示裝置的試管中，加入氫氧化鈉固體，片刻，U型管中左側液面將________（填“上升”、“下降”或“不變”），產生這一現象的原因是___________。若用_________代替氫氧化鈉固體，U型管中液面也會出現同樣的現象。
解析：氫氧化鈉溶于水時放出熱量，廣口瓶內氣體受熱壓強增大，U型管中液面左側下降，右側升高。只要將溶于水放出熱量或與水反應放出熱量的物質加入試管中，均會出現同樣的現象。答案略。
點撥：將化學中的熱效應與氣體的壓強相聯系，體現了學科知識的滲透、交融。
【例3】（2006年海門考題）圖2（甲）是A、B、C 3種固體物質的溶解度曲線圖。
(1)（甲）圖中，t2℃時，A、B、C 3種物質中，溶解度最大的是______ ，P點所表示的含義為_____。
(2) t℃時，將B物質的不飽和溶液轉變成飽和溶液可采取的方法有________。
(3)如（乙）圖所示，20℃時，把試管放入盛有X的飽和溶液的燒杯中，在試管中加入幾小段鎂條，再加入5mL稀鹽酸，立即產生大量的氣泡，同時燒杯中出現渾濁，則X可能為A、B、C3種固體物質中的哪一種？
解析：(1)根據圖（甲）可知：t2℃時，A、B、C 3種物質中，A物質溶解度最大，P點為B、C兩物質溶解度曲線的交點，表示在t1℃時，B、C兩物質的溶解度相同；(2)B物質的溶解度隨溫度升高而增大，要將B物質的不飽和溶液轉變成飽和溶液可采取降低溫度、加入B物質或蒸發水分等方法；(3)本題隱含的信息是：鎂條與鹽酸反應放出熱量，導致燒杯中X的飽和溶液溫度升高，燒杯中出現渾濁說明有X析出，因此推知X的溶解度隨溫度升高而減小，應為C物質。
點撥：本題在考查物質的熱效應的同時，滲透了溶解度與溫度的關系，屬于學科內的知識綜合。
三、探究型考題
1.糾錯型
【例4】（2006年廣東佛山考題）為測定H2SO4與NaOH發生中和反應放出的熱量，在圖3所示的小燒杯中加入一定量的NaOH，測量其溫度；另取一定量的H2SO4，測其溫度，并緩緩地倒入小燒杯中，邊倒邊用環形玻璃棒攪拌。記錄溶液溫度的變化。甲、乙、丙3位同學準備選擇以下試劑進行實驗:
甲、乙、丙3位同學中，有兩位選擇的試劑是錯誤的。從溶液溫度改變的因素考慮，指出錯誤的原因。
解析：濃硫酸、氫氧化鈉固體溶于水時均放出熱量，因此甲、乙兩同學的試劑選擇均出現錯誤。
答案：(1)甲：氫氧化鈉固體溶于水時會放出熱量，對測量產生誤差；(2)乙：濃硫酸溶于水時會放出熱量，對測量產生誤差。
點撥：解題時不要忽略物質溶于水時的熱效應，否則會給實驗帶來誤差。
2.過程型
【例5】（2006年大連考題）根據下列實驗報告回答問題：
活動與探究：氫氧化鈉溶于水后液體溫度的變化。
探究目的：了解物質溶解前后液體溫度變化情況，學習測量液體溫度變化的方法。
實驗用品：藥匙、燒杯、玻璃棒、溫度計、氫氧化鈉固體、水。
操作過程：①加適量水 ，②加適量氫氧化鈉， ③攪拌至完全溶解 ，④測溶液溫度。
(1)使用氫氧化鈉固體時必須注意安全，其原因是 。
(2)上述實驗能否測得氫氧化鈉固體溶解前后液體溫度的變化范圍？為什么？
解析：氫氧化鈉有強烈的腐蝕性，使用時不能沾到皮膚上和衣服上；要測加入氫氧化鈉前后溶液的溫度變化，必須測出初始溫度和溶解后的溫度。
答案：(1)氫氧化鈉具有強腐蝕性；(2)不能，因為沒有測量加人氫氧化鈉固體前水的溫度________。
點撥：本題主要考查溫度計的使用、氫氧化鈉的腐蝕性、溶液的配制及溫度的測量等知識。
3.結論解釋型
【例6】（2006年山東考題）在一定體積的10％的氫氧化鈉溶液中滴加10％的鹽酸，反應中溶液的溫度與加入鹽酸的體積變化如下：
(1)試繪出溶液的溫度與加入鹽酸的體積之間的變化關系曲線。
(2)根據曲線討論溶液溫度變化的原因。
①加入鹽酸的量在0～10mL時：______________；
②加入鹽酸的量在10～20mL時：________________。
(3)某同學提出“將氫氧化鈉固體直接與10％的鹽酸反應，以探究中和反應是否放熱”，你認為它能否獲得充分的證據？為什么？
解析：(1)繪制圖像時要注意描點準確、曲線光滑；(2)解釋原因時要緊扣表格中的數據信息；(3)不能忽略氫氧化鈉固體溶于水時也是放熱的。
答案：(1)略。
(2)①隨著鹽酸量增加，中和反應放出熱量增大，溶液溫度上升；②中和反應完成后，過量鹽酸起降溫作用。
(3)不能，因為固體氫氧化鈉溶于水也要放熱。
溫度變化和熱量的關系范文5
關鍵詞：冷凝器，傳熱系數，冷凝段，過熱段，過冷段
冷凝過程在煉油、化工和石油化工等裝置中的應用極其廣泛,但是,冷凝過程是復雜的,實際工況是多樣的,對于純組分冷凝工況,會因氣相分率的顯著變化,引起冷凝器內沿長度方向上氣液兩相流況的改變,并導致局部傳熱性能和壓力降梯度的變化,對于多組分混合物的冷凝過程,伴隨著熱量傳遞、質量傳遞和動量傳遞。對此,一些設計人員在設計中對多種因素的綜合分析不夠,使選用的冷凝器在實際運行中達不到設計的負荷值。論文格式。本文對選用冷凝器時經常遇到和值得注意的幾個問題進行了分析和闡述。
一、問題剖析及處理方案
對于單組分的冷凝,雖然不存在化學變化,但是會因氣相分率的顯著變化,致使介質在冷凝器內的氣液兩相流況發生很大的變化,所以,簡單的按進出口溫度值直接計算傳熱平均溫差的計算方法是很不準確的;對于多組分的冷凝,由于不同介質的物化性質不同,隨著冷凝過程的不斷進行,氣相分率會出現不等的變化情況,而且氣液兩相的組成與溫度的關系曲線和溫度與汽化率的關系曲線往往呈現強烈的非現性,所以更不能簡單的按進出口的溫度值直接計算傳熱平均溫差。為了考慮上述變化的影響,對于冷凝段、過熱段、過冷段應分別采取不同的計算方法。
（一）冷凝段
對于冷凝段,應把整個冷凝過程分割成若干小段,先計算出每一小段的熱量及對應的溫度分段點和氣相分率,再由熱平衡關系推算出冷流體的各點對應溫度,并由這些分段點溫度數據計算出各小段的傳熱平均溫差Ti,然后按各小段熱量所占總熱負荷的比例進行加權平均,計算出全過程的傳熱平均溫差。論文格式。
（二）過熱段
當幾股氣相物流混合后在進行冷凝,由于系統壓力的降低,冷凝器進口狀態可能為過熱態,當過熱段熱量所占的比例很小時,則不需要詳細計算,而把過熱段的熱量直接并入冷凝段,在計算傳熱溫差時,進口溫度取露點溫度,當過熱段熱量所占比例較大時,則應單獨計算過熱段的傳熱計算,可先分別按濕壁和干壁兩種機理考慮所謂濕壁機理是基于管壁溫度低于冷凝介質的露點溫度這一假設,而干壁機理則是基于管壁溫度高于冷凝介質的露點溫度這一假設,將過熱段當作氣體的熱傳遞過程來處理,計算傳熱溫差時,濕壁機理冷凝介質溫度取露點溫度,而干壁機理則取實際過熱段的氣相溫度,即:
qW=KWTw(濕壁)
qd=KdTd(干壁)
一般情況下,KW>Kd,TW<Td,這里qW、qd分別為濕壁和干壁機理計算的熱量,KW、TW、Kd、Td分別為按濕壁和干壁機理計算的過熱段傳熱系數和傳熱溫差,TS和ts分別為冷凝介質的露點溫度和被加熱介質的溫度,T1為熱流體的進口溫度,T2為熱流體的出口溫度,t1為冷流體的進口溫度,t2為冷流體的出口溫度。在KW項中,熱流體側的傳熱系數按冷凝過程計算,而Kd項中,熱流體側的傳熱系數按氣體顯熱過程計算。論文格式。
（三）過冷段
過冷段的傳熱計算一般只限于管程。對于殼程過冷,通常是由操作控制來調節的,當設計選用的傳熱面積留有較大的余量時,操作中可利用冷凝液掩埋管子的多少來控制冷凝液的出口溫度。若在同一設備內既有冷凝段又有過冷段是,往往難以保證較高的過冷段傳熱系數,因此,當過冷段熱量所占比例較大時,通常單獨設計一臺后冷器。對于管內全凝過程,過冷段可按單純液體顯熱傳熱過程計算,對于含不凝氣的冷凝過程,若有過冷段,則應視為非冷凝兩相流動傳熱過程,盡管不凝氣的重量所占的比例可能較小,但體積分率則可能很大,因此,這時應按兩相流體傳熱過程計算。
對于同時存在冷凝段和過冷段的情況,過冷段應單獨作為一段處理,膜傳熱系數、壓力降及平均溫差均應與冷凝段分開計算。
（四）不互溶混合物的冷凝傳熱問題不互溶混合物的冷凝傳熱問題在實際工況中是很常見的,最典型的離子是含蒸汽的烴類混合物的冷凝過程,這類混合物冷凝時,在某一溫度范圍內(通常為60~90℃),蒸汽和油氣同時冷凝,形成不互溶的兩個液相,對此,在進行氣液平衡計算和分段計算時應多分幾段進行計算,否則所選的分段點數據不準,則傳熱平均溫差就算不準確。由于單位重量蒸氣的冷凝潛熱約為油氣的8倍多,即使蒸氣含量較少,但其冷凝熱還是很可觀的,所以在計算傳熱系數時,應把氣液兩相傳熱系數按照兩相所占冷凝液的體積分率進行加權平均。
二、結語
本文對設計選用冷凝器的若干問題進行了分析和闡述,如果按照文中所述的計算方法進行冷凝器的設計選用,既能使冷凝器在實際運行中達到設計的負荷值,又能減少熱能的浪費。
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溫度變化和熱量的關系范文6
【關鍵詞】螺桿泵采油技術；定子；轉子；泵內流體
引言
螺桿泵采油技術作為一項全新的油井舉升技術，其較之于一般的抽油機，有成本低、占地少、能源消耗低、易維護以及應用范圍廣等諸多特點，正因為該項技術的這些特點，使得它迅速在國內各大油田普通推廣使用?，F階段，螺桿泵工作過程中面臨最為棘手的問題是燒泵現象。通過統計分析，螺桿泵井的檢泵周期明顯比普通的抽油機井和電潛泵井短，所以，根據螺桿泵的工作特性研究其燒泵的機理，將對有效增加螺桿泵井的檢泵周期，降低成本，提高經濟效益有重要的實際意義。本文在文獻1研究基礎上，確定轉子溫度場和定子軸向溫度的一般分布特征，以及泵內流體溫度分布規律，并對不同生產氣油比和泵排出口壓力下的變化規律進行深入分析。
1、螺桿泵定子、轉子及泵內流體等溫度場相關模型
1.1轉子生熱率
轉子溫度增加的主要熱源來自3個方面，即定、轉子摩擦生熱；定、轉子接觸而發生的熱傳導；轉子與泵內流體之間發生的對流傳熱作用。根據文獻1的假設（5），可確定轉子單位表面積在單位時間內所傳入的摩擦生熱量：
公式（1）（2）中，λr表示橡膠的導熱系數，W/（m·K）；λs表示合金鋼導熱系數，W/（m·K）；ρr表示橡膠密度，kg/m3；ρs則表示合金鋼的密度，kg/m3；cr表示橡膠的比熱容，J/（kg·K）；E表示橡膠的彈性模量，MPa；cs表示合金鋼比熱容，J/（kg·K）；μ表示橡膠的泊松比；l表示轉子在1個轉動周期內所完成的滑動距離，mm；n表示轉子的轉速，r/min；δ表示定、轉子的過盈量，mm；f表示定、轉子的摩擦系數；H表示接觸點到定子襯套外邊緣的距離，mm；vt表示轉子的理論速度，m/s；va則表示轉子的實際速度，m/s；R表示轉子的半徑，mm。
定子熱傳導至轉子的熱量可以表示為
轉子與泵內流體之間產生的對流傳熱量表示為
式中：hs表示兩者之間的對流傳熱系數，W/（m2·K）；θΓ1和θΓ2分別表示轉子、定子襯套內表面的溫度，℃；θp表示泵內流體的實際溫度，℃。
在單位時間內，生熱率（轉子增加的熱量），可表示如下
1.2溫度場熱平衡方程
轉子在單位時間內的生熱率可視為內熱源，因此，根據傳熱學理論可建立極坐標下轉子的溫度場熱平衡方程：
1.3泵內流體增溫模型
螺桿泵定子橡膠襯套滯后會產生一定熱量，定、轉子由于摩擦也會生成一定的熱量，這些熱量均會導致定、轉子溫度升高。滯后、摩擦產生的熱量還有一部分傳遞至泵內的流體，并使泵內流體的溫度增加；隨著泵腔內的流體由內向外移動至排出口，導致泵腔內的壓力逐漸升高，增壓做功所產生的熱量也會引起泵內流體溫度的提高。
因此，根據公式（4）可確定轉子與泵內流體間的對流傳熱量；同樣，可計算定子與泵內流體間的對流傳熱量如下：
公式中，cV表示定容比熱容，J/（kg·K）；γ為比定壓熱容與泵內壓力的比值；ρ表示泵內流體的密度，kg/m3。
2、溫度場模型參數設置
本文模型計算以GLB500-21型號螺桿泵為基礎。該型號螺桿泵的外徑D=114mm；轉子直徑d=44mm；合金鋼外套壁厚δ=10mm；偏心距e=8mm。螺桿泵轉子為合金鋼材料，其彈性模量E=2.1×105MPa；導熱系數λ=49.3W/（m·K）；密度ρ=7800kg/m3；泊松比μ=0.3；比熱容c=564J/（kg·K）。
為了簡化模型，本文將定子橡膠襯套視為不可壓縮狀態，因此，其彈性模量E=2.82MPa；導熱系數λ=0.1465W/（m·K）；泊松比μ=0.499；密度ρ=1200kg/m3；比熱容c=840J/（kg·K）。
根據前述公式，計算不同溫度、壓力，以及不同轉速下定子截面的最高溫度。同時，采用迭代求解的方法，可明確定子截面的最高溫度軸向以及泵內流體具體的溫度分布規律。
3、模型計算結果分析
3.1轉子溫度場
根據控制容積熱平衡法，可確定轉子溫度場熱平衡方程下的溫度場分布，如下圖1所示。由于定、轉子過盈配合以及轉子特有的運動規律，使得螺桿泵轉子溫度場清晰地劃分為高溫和低溫兩個區域，如圖1。由于轉子的左半部分與定子之間有更長的接觸時間，且為純滑動摩擦，因此，轉子左半部分與右半部分相比，能夠產生更多的摩擦熱量。通過對工作1年的轉子實物的觀察，轉子通常會出現1條較為明顯的破壞帶，并且該破壞帶沿著轉子軸呈螺旋分布狀態，破壞帶為半圓形，其寬度說明了定、轉子間的相對運動關系及接觸關系，且其破壞的程度與定、轉子間的過盈量也有十分緊密的聯系。從對實物工作產生的破壞帶觀察可知，其產生的現象與本文的模型計算結構大體是一致的。
3.2泵內流體溫度分布情況分析
下圖2為泵吸入口壓力pin=4MPa、排出口壓力pout=10MPa、吸入口溫度θin=45℃、轉速n=90r/min情況下螺桿泵內部流體壓力和溫度的分布曲線。從圖中可以明顯看出，由于受到泵內壓力的影響，泵內流體的溫度較為明顯地劃分為2個階段。因為前7級泵腔內部壓力相等，緊鄰的兩級容腔間不存在漏失，因此，泵內流體增壓溫度升高為0，而流體溫度則按照線性趨勢遞升。圖2所示8～21級容腔內，由于相鄰2級泵腔間出現漏失引起泵內壓力增加，使泵內流體出現壓縮做功，由于做功產生熱量，逐漸使溫度升高。曲線于第8級容腔發生突變，同時，隨著泵內流體向排出口流動，導致定子的溫度下降，流體溫度增加趨勢明顯放緩。
圖3表示不同條件下泵內溫度的具體分布曲線。圖3a表示螺桿泵內部流體在不同泵排出口壓力變化情況下的溫度變化曲線。從圖3可以看出，當螺桿泵排出口的壓力增加時，曲線向吸入口偏移，直線段縮短；同時，由于泵內壓力增加，這在一定程度上減少了定、轉子間的接觸關系，使定子溫度降低，并使泵內流體增溫速度減慢。
3.3定子軸向溫度分布情況
圖4a表示的是當轉速n=90r/min、泵吸入口壓力pin=4MPa情況下，各泵排出口壓力定子截面最高溫度軸向分布曲線。從圖可以分析得知，當螺桿泵排出口壓力增加，定子的最高溫度逐漸偏移至吸入口，最高溫度在泵排出口壓力提高的同時繼續降低。
圖4b表示不同生產氣油比條件下定子截面的最高溫度沿軸向分布曲線。在圖4中，θr表示定子溫度，并且隨著生產氣油比的提高，泵腔內壁面與泵內流體間產生的對流傳熱減弱，螺桿泵定子溫度逐漸升高，同時，由于受泵內壓力分布影響，定子溫度受生產氣油比影響區域主要在泵的排出口附近。
4、結束語
本文的研究結果表明：
（1）隨著排出口壓力的升高，定子軸向溫度及泵內流體溫度分布曲線偏移至吸入口，而泵內壓力降低，減弱了定、轉子間的接觸關系，并導致定子溫度下降；
（2）泵內流體溫度受生產氣油比的影響區域主要為泵排出端，并且，泵內流體溫度隨生產氣油比的增加則陡增。另外，由于氣體的增加，使得定子內壁面與泵內流體之間的對流傳熱情況減少，并導致定子溫度升高。
