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[科普中国]-热工用能

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热工用能是指为生产热能所使用的能源,电能、化学能、机械能和光能都可以转化为热能。

定义为了产品的生产、处理和市场淮备,或为了借助水、空气或其它流体直接、间接地影响环境, 在高温和低温以及冷存储条件下为生产热能所使用的能源。1

能源分类能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的资源,包括固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能等类型。工业生产中常见的能源消耗有水、电、油、气、煤等。

1、水。水是最常用的能源,在工业生产中用于蒸汽动力、热量交换(如冷却水、冷冻水),还用于清洗、涂装、电镀等工艺。

2、电。电是最重要的能源,它为机械、自动控制等提供动力,为照明、热转换(加热或制冷)等提供能量,还能为涂装、电镀等工艺提供必要条件。

3、油。常用的油有柴油、汽油、重油,主要用于动力或热能供应。

4、气。常用的气体有液化石油气(LPG)、天然气等,主要用于动力和热能供应。

5、煤。煤也是常用能源,主要用于动力和热能供应。

能源的不可再生性,使其显得越来越稀缺,其采购价格会越来越高。节约能源不但是提高成本竞争力的需要,也是企业作为法人对社会应尽的义务。

热能的转换电能转化热能电能转化热能一般通过热电阻或热辐射,例如家用的电热炉,是在热阻丝内通过大量电流使热阻丝产生大量热能,通过热辐射传导给周围环境。也可以通过微波装置,使电能转化成微波,通过直接的热辐射转为热能。

化学能转化热能可以通过核裂变使得熵值大量增加,进而产生大量热能传导出去。在核裂变过程中,不仅产生大量热能,还产生大量光能及机械能等。

还有一种方法就是通过可燃物的燃烧,伴随着光能的同时也产生大量热能。

机械能转化热能机械做功摩擦可以产生热能,但一般效率不高,而且在实际应用中无法通过这样的转化大量提供热能,只作为机械能的能量损耗而已。

光能转化热能光能在照射到物体时,自然就会伴随热能的传导,但不同波段的光波导热能力不同。2

供暖设备为使人们生活或进行生产的空间保持在适宜的热状态而设置的供热设施。

向一定的空间加热量的办法,可以直接把产生热量的火炉装在其中;也可以抽出其中的空气,加热后再送回;也可以在其中装置保持在较高温度的物体,向所在空间放热。这种温度较高的物体称为供暖放热器。为使供暖放热器持续放热,可用经过预热的流体连续地在放热器里流过。这种流体通常是蒸汽或热水,称为“热媒”。热媒被设在该空间以外的产热、集热或换热设备(热源)加热后,用供暖管道分配到各个供暖放热器。热媒把所携带的一部分热量传给放热器后,通过回流管道流回热源,重新加热。热媒循环流转,就可不断地把热转送到受暖空间。

典型的供暖设备是由热源、热媒管道和供暖放热器组成。这三个基本组成部分有时可简化、合并或省略。例如火炉供暖的热源和放热器合在一起,就不需要热媒流转管道。火塘供暖更加简单,用炽热的燃料和燃烧产物向受暖空间放热,连放热器也没有了。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学