依靠热对流和导热这两种换热方式来实现的。
如果两个物体之间以热辐射方式进行热量传递，那末这种换热过程就叫做辐射换热。
33、什么叫“传热过程”？举例说明锅炉受热面的传热过程。
答：热量由一种流体穿过固体壁面传递给另一种流体的过程叫做“传热过程”。它是导热、对流、辐射三种热传递方式的综合。传热过程的强烈程度用“传热系数”来表示，符号k，其单位是大卡/米2·时·℃。例如，锅炉受热面的传热过程：（1）过热器：
高温烟气对流换热和辐射换热 →外壁导热 →内壁对流换热 →过热蒸汽。 （2）水冷壁：
高温烟气辐射换热外壁导热 →内壁对流换热→汽水混合物。 （3）管式空气预热器：
烟气对流换热→内壁导热→外壁对流换热→空气。 （4） 炉墙：
高温烟气辐射换热→内墙导热→外墙辐射、对流换热→空气及四周物体。
34、什么叫传热方程式？什么叫热负荷、热阻？
答：用来表示稳定传热过程的传热量的议程式称为传热方程式，在热工计算中应用很广。传热方程式如下：
Q=kFΔt大卡/时
式中，Q——传热量，大卡/时；
k——传热系数，大卡/米2·时·℃； Δt——热流体与冷流体的温差，℃； F——传热面积，米2。 将传热方程式改写成：
Q q= =kΔt F
式中q称为“热流密度” 或“热负荷”，单位为大卡/米2·时。可见，热负荷表示单位传热面积（米2）在1小时内能传递多少大卡的热量。 如果把传热方程式和热流密度改写成：
Δt ，q= Δt Q= 1 1 kF k
1 1 1
则 和 表示传热过程中热流沿途所遇到的阻力，称为“热阻”。其中 表k kF kF 1 表示单位传热面上的热阻，用Rr表示，其单位是/示整个传热面上的热阻， k
米2·时·℃/大卡。
一个实际的传热过程往往是由多个串联环节所组成的。这个串联过程的总热阻等于各串联环节的分热阻之和，这称为热阻叠加原则，如同串联电路中总电阻等于各电阻之和一样。例如，锅炉省煤器的管子外壁上积有一层灰垢，管子内壁上结一层水垢。根据热阻叠加原则，烟气至管内给水的传热过程中的总热阻应等于灰垢热阻、管壁热阻水垢热阻之和。
35、传热系数、放热系数、导热系数三者之间有何区别？
答：在进行传热计算中，经常遇到传热系数、放热系数、导热系数三个不同的物理量，它们是互不相同而又有联系的。简单地说，导热系数是表示材料导热性能的指标，仅与材料本身有关，是说明材料物理性质的参数（简称物性参数。）导热系数在数值上等于一个厚度为1米、表面积为1米2的平壁两侧维持1oC温差时，每小时通过该平壁的热量。显然，这个数值越小意味着物质的导热性能越差，通常把导热系数低于0.2大卡/米·时·℃的材料称为“保温材料”，说明这些材料的导热性能差（即绝热性能好）。
放热系数分为对流放热系数和辐射放热系数两种，其数值大小表示放热过程的强弱。
传热系数表示热量从一种流体穿过壁面到达另一种流体这样一个总的传热过程的强弱，因而它必须包括导热系数及放热系数的影响在内。放热系数、传热系数的大小与热交换过程中的许多因素有关，它们都不是物性参数。
表10 导热系数、放热系数、传热系数的表示方法 名称 符号 单位 导热系数 λ 大卡/米·时·℃ 放热系数 ɑ 大卡/米2·时·℃ 传热系数 K 大卡/米2·时·℃ 36、什么叫不稳定传热过程？导温系数代表什么意思？
答：在传热过程中，温度不随时间而变化的过程叫做稳定传热过程，温度随时间而变化的过程叫做不稳定传热过程。如锅炉或换热设备在正常运行时，各部分温度、压力等参数基本上不随时间而变化，可看作稳定过程。锅炉在启动、停炉及变工况时的热量传递过程都是不稳定过程。
在不稳定导热过程中材料壁面两侧的温差（例如锅炉启动时汽包壁温差）可按下式计算：
2 δΔt= W，℃ 2α
式中，δ——平壁厚度，米；
α——导温系数，米2/时； W——平壁的升温速度，℃/时
导温系数是影响不稳定热过程的一个重要物理量，其值的大小表示物体传播温度变化的能力。导温系数大的材料在不稳定导热过程中温度变化快，或者说整
λ ，米2/时。其中λ——导热系数，大块材料的温度比较均匀。导温系数ɑ= cr 卡/米·时·℃；c——比热，大卡/公斤·℃；r——重度，公斤/米3。可见，导温系数与导热系数是两个既有区别又有联系的概念。导热系数仅指材料的导热能力，而导温系数综合考虑了材料的导热能力和升温所需热量的多少，表示材料中温度变化“传播”的快慢。一般说来，凡是导热系数大的材料导温系数也大。钢材中以不锈钢（如1Cr13、1Cr18Ni9Ti）和某些铸钢的导温系数最小。因此，用这些钢材制造的厚壁受压热力设备，启动时应注意控制加热速度。
37、什么叫强制对流？什么叫自然对流？
答：就引起流体运动的原因来看，流动现象可分成两大类，即强制对流和自然对流。由泵、风机或其它外部动力源的作用所引起的流动称为“强制对流”，又称“受近对流”。如省煤器中水的流动，对流烟道中烟气的流动是由给水泵或引风机的作用所造成的。又如汽包锅炉过热器中的蒸汽流动阻力也是由给水泵所造成的高压头来克服的，因而这种流体的流动也属强制对流。由于流体冷热各部分的密度不同而引起的流动叫做“自然对流”或“自由对流”。例如，靠近炉墙的热空气向上运动，冷空气则从四周来补充，形成了冷热空间的对流。因此，对流换热又有强制对流换热和自然对流换热两种。
38、什么叫层流、紊流？怎样判别？
答：凡实际流体都有层流和紊流两种流动状态。各流体微团彼此平行地分层流动互不干扰与混杂的流动状态称为“层流”。各流体微团间强烈地混合与掺杂，不仅有沿着主流方向的运动，而且还有垂直于主流方向的运动，这种流动状态称为“紊流”。通常利用雷诺数Re作为判别层流与紊流的准则。
ρωd ωd 雷诺数Re= = ν μ
其中，ω——流体温度，米/秒；ρ——流体密度，米3/公斤；μ——流体动力
22
粘度，公斤·秒/米；v——流体运动粘度，米/秒。D——当量直径，米，对于客道即为直径。雷诺数是没有单位的，即是一个无因次数。 对于管内流动，Re<2300为层流；
2300< Re<104为过渡区； Re>104为紊流。
流动状态发生转变时的平均速度称为临界流速，发生流速转变时的雷诺数（2300）称为临界雷诺数。通常锅炉运行时过热器、空气预热器管内流体动多是紊流。
39、什么叫边界层？什么叫层流底层？
答：当流体以一定速度wo沿固体壁面流过时，紧靠壁面的薄流层中，流体速发生明显变化（由壁面上的零而迅速增加到十分接近于wo的值。）到离开壁面一定距离后，流体速度就与来流的速度wo差不多一样了。这种紧邻固体表面而流速发生剧烈变化的薄流层称为“流动边界层”，简称“边界层”。边界层的厚度是沿着流动方向不断增加的。
流体在管内作紊流流动时，在紧靠壁面的薄流层内流动仍基本保持着层流性质，这一薄流层称为“层流底层”。在层流底层内流速变化很大。试验测得，层流底层的厚度与雷诺数Re有关，Re越高，层流底层越薄。
可见，无论层流或紊流都存在边界层，而层流底层则是指紊流时的边界流动状态。
40、层流、紊流、层流底层中热量传递方式有什么不同？
答：层流时沿半径方向的热量传递依靠导热，紊流时的热量传递依靠对流，紊流时的层流底层中热量传递主要是依靠导热。因此，同一流体层流放热系数小于紊流放热系数，层流底层的放热系数小于紊流放热系数，而且层流底层的热阻是半径方向热量传递的主要热阻，流体的大部分温度降落都发生在这里。
41、什么叫纵向冲刷、横向冲刷？什么叫错排、顺排？哪种冲刷方式换热强烈？
答：当流体绕过单管束时，如果流动方向与管子轴线垂直则称为“横向冲刷”。例如烟气流过立式对流过热器、卧式钢管省煤器和卧式空气预热器。
当流体在圆管或其它形状的槽道内流动时，流动方向与管、槽的中心线平行，这种流动方式称为“纵向冲刷”。例如烟气流过立式空气预热器。 在横向冲刷情况下，管束按三角形排列时叫做错排（或称错列）。管束按方形排列时叫顺排（或称顺列）。
在相同的流速下错排管束的放热系数α为最大，顺排稍低，纵向冲刷最小。例如管式空气预热器大多数采用错排，可能增强换热。
42、换热器中冷热流体的流动方向有哪几种？
答：冷热流体在换热器中的流动方向通常有顺流、逆流、交叉流三种。若冷流体和热流体往同一个方向流动则称为“顺流”；冷热流体的流动方向相反叫“逆流”；冷热流体的流动方向互相垂直称为交叉流（简称“交流”或“叉流”）。在工程计算中，当交叉流的次数超过四次时，如果总的流动方向是逆流就可看作是纯粹的逆流，如果总的流动方向是顺流就可看作是纯粹的顺流。例如锅炉的过热器、省煤器、管式空气预热中的流体流动都可做这样的分析。
43、顺流与逆流时传热温差如何变化？它们的平均温差怎样计算？
答：顺流时，热流体的最高温度与冷流体的最低温度在一端相逢，而热流体的最低温度则与冷流体的最高温度在另一端相逢。
逆流时，冷流体温度最高的地方恰恰与热流体温度最高的部分相逢，而两种流体温度最低的部分也正好是在另一端相遇。
44、逆流布置与顺流布置各有什么优点？ 答：（1）在一定的流体出口温度下，逆流布置的平均温差最大，顺流布置的平均温差最小。因此，当其他条件（传热系数，换热面积）不变时，从顺流改为逆流可以使传热量增加。
（2） 逆流布置可以比顺流布置更有效地使冷流体加热或更有效地使热流体冷
却。
（3） 逆流布置使冷热流体的最高温度发生在换热面的同一个地方，这里的管壁
温度要比顺流布置高得多，因此必须采用耐热性能较好的材料，例如逆流布置的高温段过热器。
45、什么叫黑体？黑体辐射力与温度有何关系？
答：任何物体除了不断地发出辐射能以外，还在不断地吸收四周物体所发出的辐射能。若外界投入到一物体表面的总辐射能量（简称投入辐射）为Q，一部分被该物体反射回去，一部分被该物体吸收，其余部分穿过该物体。
QR 、QA D 上述部分能量与总辐射击能量之比，即 、Q 分别称为该物体的投Q Q Q
入辐射的“反射率”、“吸收率”、“穿透率”。我们把吸收率等于1（即外界投入物体表面的总辐射能量全部被该物体吸收）的理想物体称为“绝对黑体”，简称为“黑体”。实际物体的吸收率总都小于1。
单位时间内单位辐射面积向其上空间所辐射出去的各种不同波长能量的总值称为物体的辐射能力，用符号E表示。黑体的辐射力E0与其绝对温度的四次方成正比，这一规律称为四次方定律。 46、什么叫物体的黑度？
答：一切实际物体的辐射击力总小于同温度下黑体的辐射力，我们把某一物体的辐射力E与同温度下黑体的辐射力E0之比称为该物体的“黑度”，用符号a表示。
黑体的黑度等于1，实际物体的黑度总小于1。物体的黑度不仅与物体种类及温度有关，而且还受到表面状态的强烈影响。引起黑度这一概念是为了便于研究一切实际物体的辐射性能。在锅炉炉内传热计算中常要计算火焰黑度、炉膛黑度。在工程上要增强或削弱物体之间的辐射传热，也要改变换热表面的黑度，例如，为增强电气设备表面的散热能力，常在外表涂以黑度较大的颜色漆；暖气片上涂了银灰漆后不仅有防腐的作用，也有增强散热的效能。 实际物体的辐射可表示为
T 4
E=aE0=aσ0T=aC0( )100 可见，黑度越大辐射力越大，温度越高辐射力变越大。 47、什么叫角系数？
答：在辐射换热中，换热表面的形状及相对位置也影响到辐射换热量。为了考虑上述因素对辐射换热量的影响引入“角系数”的概念。我们把表面1发出的辐射击能落到表面2上去的百分数称为表面1对表面2的角系数，记为φ12（锅炉专业常用χ表示）。
例如，可以把火焰和水冷壁的关系看成三个凸面（或平面）来分析水冷壁的角系数。这样火焰面F1与左面水冷壁管能被火焰照射击到的面积F2的角系数φ12再乘以2倍，就是火焰到水冷壁管的角系数。水冷壁管的角系数与管子的相对节
S 距 在计算水冷壁的有效辐射受热面
d 及管子中心线离开炉墙的相对距离有关。时，必须求得水冷壁的角系数。
48、什么叫燃料？燃料可分为哪几种？
答：燃料是指燃烧过程中能放出热量的物质。在工程上，常把加热到一定温度能与氧发生强烈反应并放出大量热量的碳化物和碳氢化合物总称为燃料。
一切燃料，按其状态可分为固体燃料、液体燃料和气化燃料三种。按其获得的方法可分为天然燃料和人工燃料。
表 燃 料 分 类 表 天然燃料 人工燃料 固体燃料 木柴、煤、页岩 木炭、焦炭 1、石油产品：汽油、煤油、柴油、重油 液体燃料 石油（原油） 2、固体燃料的附产品：如煤焦油 1、高炉煤气 2、焦炉煤气 3、发生炉煤气：空气发生炉煤气和水煤气体燃料 天然煤气、石油气 气 4、地下气化煤气 5、石油裂化气：各种石油加工副产品 6、沼气 49、燃料的组成是怎样的？
答：所有燃料都是由可燃质、不可燃的无机物和和水分组成的。燃料的可燃质是高分子化合物，包含有碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素。燃料中不可燃的无机物是各种矿物质，主要是粘土（A12O3?2SiO2?2H2O）及氧化硅，此外还有氧化铁（Fe2O3），铁和钙美的硫酸盐、硅酸盐和碳酸盐等。这些矿物质不能燃烧，当燃料燃烧时形成固体残余物体称为灰分（A）。燃料中的水分（W）是燃料中的杂质，有外部水分和内部水分之分。燃料中水分的存在对锅炉机组的