算出。h0也可用试验方法确定。这时，保持管侧hi不变，改变壳侧流量，用类似于确定hi的方法可求得h0。这种利用图解分离传热过程分热阻的方法称为威尔逊图解法。值得指出，由式（9-25）可见，式（a）、（b）、（f）中的Rf实际上包含了管壁内、外的污垢热阻及面积比
AoAi对管内污垢热阻的影响。由于要准确地获
得Rf之值并不容易，应当在换热器全新或经过清洗后进行上述试验，此时可取
Rf?0，从而可以把由于Rf取值不确定性所造成的对计算hi或h0的影响降低到
最小。
威尔逊图解法还可用来确定污垢热阻。在换热器全新时或经过清洗后作上述试验，并用威尔逊图解画出图9-31中的直线1。经过—段时间运行后，在保持壳侧工况与前次试验相同的条件下再作一系列试验，并用威尔逊图解求得直线2。两条直线的截距之差即等于运行过程中增加的污垢热阻。
上述方法在使用时有一个重要的条件，即换热器一侧的热阻基本保持不变。这一要求在不少情况下难以实现，近些年来发展起来的修正威尔逊法则可不必满足这—要求。威尔逊图解法及其修正方案已广泛应用于冷凝器、蒸发器及各种管翅式换热器的对流换热平均热阻的测定工作。 3．隔热保温技术
与强化传热相反，工程上亦有力求削弱传热的场合。这时使用导热系数小的各种绝热材料来削弱导热过程。绝热技术（隔热保温技术）对于减少热力设备的热损失、节约能源具有显著经济效益。例如，在工业炉窑的保温上，国内外的实践都表明，采用新型高效保温材料（硅酸铝纤维炉衬、高铝陶瓷纤维炉衬等）代替传统的保温耐火砖一般可节能15％～30％。在新技术领域，绝热技术对于实现某些过程具有特别重大的意义，例如，各种高速飞行器（如航天飞机等）在通过大气层时会产生强烈的气动加热，若无适当的绝热措施，将导致飞行器烧毁。又如处于星际空间环境（约为4K）的飞行器，采用优良的绝热材料后，可不消耗能源或耗用很少能源而使舱内的温度维持在室温水平。隔热保温技术涉及到电力、冶金、化工、石油、低温、建筑及航空航天等许多工业部门的过程实施、节约能源、提高经济效益等问题。目前已发展成为传热学应用技术中的一个重要分支。
高于环境温度的热力设备与管道的保温多采用无机的绝热材料。常用的有：（1）多孔型绝热材料，如微孔硅酸钙[使用温度小于650℃，??0.04~0.1W/(m.K)]；（2）纤维型绝热材料，如岩棉[使用温度小于700℃，??0.035~0.047 W/(m.K)]；（3）粒状绝热材料，如膨胀珍珠岩[使用温度小于800～1000℃，??0.046~0.017 W/(m.K)]。值得指出，所有这三类保温材料制品之所以导热系数比较小，除了材料本身导热系数比较低以外，主要还是因为在这些材料中形成了许多聚存空气的细小空间。由于空气的导热系数很小，从而使整体的导热性能下降。因而，这些材料的导热系数都不会低于同温度下的空气的值，而且在使用中要防止其受潮变湿。
对于低于环境温度的工质和容器，关键在于防止外界热量的传入。有三个档次的绝热材料可供选用。一般性的隔热材料有在大气压下工作的疏松纤维或泡沫多孔材料，如聚苯乙烯泡沫塑料[工作温度为75～-80℃，??0.03~0.048 W/(m.K)]、硬质聚氨脂泡沫塑料[工作温度为-60～120℃，??0.026~0.042 W/(m.K) ]；效果更好些的有抽真空至10Pa的粉末颗粒绝热材料；效果最佳的是多层真空隔热材料。多层真空绝热材料由低导热系数的玻璃布、铝箔之类的材料组成多层遮热板，这些遮热板具有很高的反射比，板间抽真空至0.01～0.001Pa。在300～80K温度下，在垂直于遮热板方向的导热系数可低达10-4 W/(m.K) 的量级。值得指出，对于多层真空绝热材料，由于气体的导热及表面间的辐射已得到有效抑制，各反射层（即遮热板）间的分隔材料（参见图8-32）的导热系数对隔热性能有重要影响。应当采用导热系数尽可能小的材料作为分隔物才能使这种复合结构的绝热材料的优点得到充分发挥。
保温技术包括：最优保温材料的选择，最佳保温层厚度的确定，先进的保温结构及工艺，检测技术以及保温的技术经济评价方法等，涉及面很广。保温效率是一个判断热力管道保温优劣的技术指标，它以下式定义： ???0??x?0 （9-28）
式中：?0——每单位长度裸管的散热量，W/m；
?xr——每单位长度包有厚x（单位为mm）保温材料的管子的散热量， W/m 。
?值应大于90％，工业先进国家?值的标难水平更高。值得指出，为了获得优良
的保温效果，除选用合适的保温材料及准确的导热系数值进行优化设计外，还要
注意结构工艺。例如，接缝损失可观，即使内外层错开接缝，接缝处热损失仍为无缝处的2倍左右，必须认真对待。含湿量的增加将急剧破坏材料的保温能力，有必要采取防雨防雪的护围结构等。
最后还可以指出，十余年来，在开发新型隔热保温材料万面，以传热理论为指导对材料进行所谓“热设汁”的工作取得了很大进展。所应用的理论指导思想有：(1)在材料中作为补强用的纤维以及作为填料用的颗粒状物质，选用导热系数尽可能小的物质；(2)隔热保温材料的固相纤维或颗粒的直径，在满足机械强度的前提下，应选择尽可能小的值，以增加接触热阻；(3)固相物质应选择穿透性很小或没有穿透性的物质，它的反射比应尽可能高，以阻挡或散射投入辐射；(4)使用添加挡光剂等。热设计的发展减少了开发高效隔热保温材料的盲目性。工作条件特别恶劣的航天飞机的关键材料——防热瓦的研制成功，是热设计的一个范例。
思考题：1. 对于qm1c1?qm2c2，qm1c1?qm2c2及qm1c1?qm2c2的情形，画出顺流及逆流时冷、热流体温度沿流动方向的变化曲线，注意曲线的凹向与qmc相对大小的关系，并说明理由。 解：（1）顺流：顺流时，流体的入口在同一侧，随着流体的流动，热流体温度逐
?1 EJ3b1X1,3A1 渐降低，而冷流体的温度逐渐升高。因此在入口侧，冷热流体温差大，则热流体降温快，而冷流体升温也快，也即入口侧冷热流体温度变化曲线斜率的绝对值大，出口侧小。若qm1c1?qm2c2，则?t1??t2；若qm1c1?qm2c2，则?t1??t2；若
qm1c1?qm2c2，则?t1??t2。
t1??t1??t?t??2t??1t1??t1??t????tt??2?t???t??t1??t?t2??t2?0
xqm1c1?qm2c2t2?0
qm1c1?qm2c2
xt2?x0
qm1c1?qm2c2顺流
（2）逆流：逆流时，流体的入口不在同一侧，随着流体的流动，热流体温度逐渐降低，而冷流体的温度逐渐升高。设热流体的入口在右侧。若qm1c1?qm2c2，则?t1??t2；且?t????t?，因此随x的逐渐增大，曲线斜率的绝对值减小；若
qm1c1?qm2c2，则?t1??t2；且?t????t?，因此随x的逐渐增大，曲线斜率的绝对
值增大；若qm1c1?qm2c2，则?t1??t2；且?t????t?，因此随x的逐渐增大，曲线斜率的绝对值不变。
t1??t?t?1t1?t??1t2???t??t??t2???t?t1??t2?t2???t??t1??t2??t??t2?0
0
xx0
x
qm1c1?qm2c2
qm1c1?qm2c2 逆流
qm1c1?qm2c2
