2024年3月31日發(作者：中國研究生招生信息網)
t
h
、
T
h
——環境攝氏和絕對溫度，ｏC，K；
n——換熱指數；
ε
——熱力設備表面與半球空間冷物體的系統黑度；
3.2 散熱損失
如果散熱表面各個位置的傳熱和散熱情況相同，那么在獲取散熱強度的基礎上，可以進一步計算散
、熱損失。
Q
5
=S?q
，式中：S——熱力設備的總散熱面積，m２。然而，實際情況卻是
α
D
、
t
b
（
T
b
）
t
h
（
T
h
）、
ε
、q值隨位置的不同有明顯的差異。
3.3 散熱強度（熱流密度）的確定方法
現有熱力設備散熱損失的可用方法有六種。1)熱流計測定法；2)表面溫度法；3)導熱溫差法；4)工
質能量平衡法；5)理論計算法；6)紅外測定法。其中，后四種方法不適合進行空調系統熱力設備的散熱
損失測量。筆者在參考熱流計法和表面溫度法的基礎上提出了用于熱力設備現場表面散熱量的方法。熱
流計法主要是用特制的面式或埋入式熱流計進行散熱強度測量。一般來說面式熱流計精度較高、使用輕
便，在散熱測量中應用比較廣泛。面式熱流計是由探頭和微處理機組成的直讀式儀表。通過探頭的散熱
強度為：
q=
α
D
[(
T
b
+?t??T
)
?T
H
]
+
4.9
ε
[(
Tb+?t??T
)
?T
H
]
，其中，
T
b
、
T
H
為表面壁溫和
環境溫度，K。熱流計測定法需要獲取兩個關鍵參數：熱流強度和散熱體表面黑度。而表面真實散熱強
度
q
0
與探頭的散熱強度
q
0
′
的關系式為：
q
0
=q+
(
?T??t
)
n44
?q
0
?
4.9
?
ε
[(
T
b
4
?T
H
4
)
+
4
T
b
3
(
?T??t
)]
，
?T
b
其中，
?
ε
為探頭表面黑度與被測物黑度差。黑度測量需要用到專用黑度計，在無該類儀器的情況下，
可用
φ
40~50×3管子，一端車成30度夾角的刀口。做一個保溫外表層取樣器（見下圖），取樣時可用
錘子打擊無刀口的一端。取下的試樣，用軟紙包好，送有關單位測量紅外范圍內的表面黑度。
由于受到儀器、資金等實際條件的制約，散熱體表面的黑度在現場測量時不容易獲取。參考表面
溫度法，在工程中，常把對流和輻射傳熱換算為壁面與環境溫度之差的關系，即：
q
0
=q
D
+q
r
=
α
(t
b
?t
h
)
，或者
q
0
=(
α
D
+
α
r
)(t
b
?t
h
)
。
式中：
α
D
——對流放熱系數
α
r
——輻射放熱系數
而現場的
α
D
和
α
r
的系數與表面溫度法中推薦的查表值存在比較大的差異，并且
α
D
受熱力設備表
面空氣湍流的影響也有較大的偏差。所以在筆者采用的方法把對流放熱系數
α
D
和輻射放熱系數
α
r
綜
合為一個壁面綜合放熱系數
α
，再測量并分析被測熱力設備熱流密度與熱力設備散熱表面溫度與環境
溫度差Δt的數值關系，將
α
表示為Δt的回歸方程
α
=f(?t)
。并以此為基礎，在測量熱力設備表面
溫度分布的基礎上，求出熱力設備的散熱損失。需要注意的是，該回歸方程需要考慮到不同表面
α
和
Δt關系可能不同，因此需要分表面確定。
3.4 算法實例及分析
3.4.1 某電加熱鍋爐
該電鍋爐尺寸及區域劃分如下圖所示：
側面圖
端面圖
圖1：鍋爐側面及端面區域劃分
鍋爐側面在進行初步估計側面溫度分布測量后，將側面橫向分為6個區域，豎向等分為3個區域，
L1至L5每個橫向區域取3個測點，L6取2個測點。L1＝L2=L3＝L4＝L5＝25cm。鍋爐兩側面溫度分
布情況基本一致，故只取一個側面。鍋爐兩端面由于連接進回水管差異，兩個端面溫度差異較大，尤其
是在管道接口處的溫度較高。將端面按圖所示，溫度變化較大的區域分為6個小區域，其中L1＝L2＝
L3＝35cm，L4＝L5＝15cm。在對面式熱流計、智能環境測試儀進行標定后，對環境溫度、鍋爐表面溫
度和鍋爐表面熱流密度進行測試得如下數據。
表1：室內環境溫度的確定
12月25日逐時溫度
7:59 8:30 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00
測試時間
17.5 17.4 17.6 17.3 17.2 17.5 18.7 18.1
干球溫度（ｏC）
15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00
測試時間
17.5 16.9 15.8 17.3 17.9 18.3 18.7 18.7
干球溫度（ｏC）
測試時間
干球溫度（ｏC）
測試時間
干球溫度（ｏC）
8:00
14.0
16:00
18.0
9:00
16.4
17:00
18.0
10:00
17.5
18:00
18.0
12月26日逐時溫度
11:00
17.5
19:00
18.0
12:00
17.5
20:00
18.0
13:00
17.5
21:00
18.0
14:00 15:00
18.0 18.0
22:00
18.0
12月24日逐時溫度
15:00 16:00 17:00 18:00
測試時間
17.5 16.4 16.4 16.8
干球溫度（ｏC）
從上表可以看出，12月24日至12月26日測試時間范圍內，鍋爐機房的環境溫度基本上保持在17
ｏC上下，經計算得室內平均溫度為17.5ｏC。
表2：表面熱流密度及溫差
所屬范圍 編號 熱流密度w/m２ 區域溫度ｏC 室內平均溫度ｏC 溫度差ｏC
側面熱流q1 64.6 31
17.5 13.5
密度
l1
q2 57 22
17.5 4.5
q3 63 22
17.5 4.5
l2
q1 63 32
17.5 14.5
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