热传递的基本原理
热传递热量通过流体的对流传递
热传递热量通过流体的对流传递热量传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
传热的方式有三种：传导、对流和辐射。
在介绍流体的对流传热之前，先了解一下传热的基本知识。
一、热传递的基本原理热传递是能量的传递方式，能量从高温物体到低温物体传递，使两者达到热平衡。
热传递的方式有传导、对流和辐射三种。
（一）传导传导是指通过物质内部的分子热振动传递热量的过程。
热量沿温度梯度从高温区域传递到低温区域。
传导率取决于物质的导热性质和温度梯度。
常见的固体和液体都能够传导热量。
（二）对流对流是指通过物体表面上的流体（比如液体或气体）的运动传递热量的过程。
对流分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是指在温差的驱动下，流体由于密度的差异而形成的运动。
比如，加热后的空气密度减小，上升形成对流。
强制对流是指通过外部力（如风或泵）使流体运动，从而传递热量。
强制对流可以通过风扇或泵等设备来搅动流体，加速热量传递。
（三）辐射辐射是指通过电磁波将热量从发光物体传递到其他物体的过程。
辐射可以在真空中传递，无需介质传递。
常见的辐射形式有电磁波、红外线和可见光等。
二、流体的对流传热流体的对流传热是指通过流动的流体传递热量的过程。
流体的对流传热包括自然对流和强制对流。
（一）自然对流传热自然对流传热是指在温差作用下，流体通过密度的差异而产生的运动，从而传递热量。
自然对流传热的机理是流体受热后密度下降，体积膨胀，从而使流体向上运动。
同时，冷却后的流体密度增加，使流体向下运动。
形成这种循环运动的力称为浮力。
自然对流传热最常见的例子就是热气球。
在热气球中，空气被加热后变得轻，从而使热气球得以上升。
（二）强制对流传热强制对流传热是通过外部力（如风或泵）使流体运动，从而传递热量。
强制对流传热的机理是外部力搅动流体，使流体中的高温部分与低温部分混合，加速热量的传递。
在实际工程中，强制对流传热是非常常见的应用。
比如，利用风扇将空气吹向加热元件，加速热量传递。
九年级物理热学公式和知识点
九年级物理热学公式和知识点热学是物理学中的一个重要分支，研究物体的热现象和热平衡。
在九年级物理学习中，我们将接触到一些与热学相关的公式和知识点。
本文将介绍一些常用的九年级物理热学公式和知识点，帮助大家更好地理解和掌握这些内容。
一、温度和热量1. 温度（T）：温度是物体内部粒子的平均动能的度量。
通常使用摄氏度（℃）或开尔文（K）作为温度的单位。
常用的转换公式是：K = ℃ + 273.15。
2. 热量（Q）：热量是物体之间由于温度差而传递的能量。
热量的计量单位是焦耳（J），常用的转换公式是：1 卡 = 4.18 J。
二、热传递的基本原理1. 热传导：热传导是指通过物质内部的分子、原子间的碰撞，使热量从高温区传递到低温区的过程。
热传导的大小与物体的导热系数、温度差和物体的横截面积有关。
常用的热传导公式是：Q = k · A · ΔT / l其中，Q 是传导的热量，k 是物体的导热系数，A 是物体的横截面积，ΔT 是温度差，l 是物体的长度。
2. 热对流：热对流是指流体（气体或液体）内部分子的传递和整流现象，使热量从高温区传递到低温区。
热对流通常发生在气体和液体中，常见的例子是自然对流和强制对流。
3. 热辐射：热辐射是指热量通过电磁波辐射传递的过程，可以在真空和介质中传播。
热辐射不需要介质传递，可以传递到任何方向。
热辐射的大小与发射体的温度、表面性质和表面积有关。
三、物体的热膨胀当物体受热时，由于分子或原子的振动加剧，物体的体积会发生变化，这种现象称为热膨胀。
常见的热膨胀包括线膨胀、面膨胀和体膨胀。
1. 线膨胀：线膨胀是指物体在一维方向上的膨胀。
线膨胀系数（α）是描述单位温度变化下长度变化的比例关系。
线膨胀公式为：ΔL = α · L₀ · ΔT其中，ΔL 是长度变化量，L₀是初始长度，ΔT 是温度变化，α 是线膨胀系数。
2. 面膨胀：面膨胀是指物体在二维方向上的膨胀。
热传递的基本原理.
3、等温线（面）：在同一时刻，温度场中温度相同的 点所连成的线或面称为等温线或等温面。 等温面：同一时刻，物体内部温度相同的点连成的面。 可以是曲面、平面、或封闭的圆环面。 等温线：等温面与一平面垂直相交得到的一族线。 温度场习惯上用等温面图或等温线图来表示。 思考：等温线可以相交吗？沿等温线有热流吗？
b.气体------分子碰撞运动传递（热运动）——杂乱 无章的布朗运动。 c.液体—持 两种观点
类似于气体：只是情况更复杂，因为液体分子间 的距离比较近，分子间的作用于力对碰撞过程的 影响力比气体大。 类似于非导电固体------主要靠弹性波的作用。
三、导热基本定律
1.导热基本定律：在导热现象中，单位时间 内通过给定截面的热量，与温度梯度和截面 面积成正比，而方向与其相反。
dt Q ∝ −S dx dt Q = −S • λ • dx
W
W
dt 2 q = −λ • ..........W / m dx
(注：与热力学不一样，热力学中Q——总传热量，J或KJ)
2.比例系数λ——导热系数—— W/(m·℃)或W/(m·K) 导热系数的大小取决于物质的种类和温 度。故给出导热系数时，必须指明物质 所处的温度，才有意义。
一、什么是传热学?
绪言
工程应用中： 设备设计、制造、运行离不开传热学
㎝2电路芯片的散热量，20世纪70年代，10W；20世 纪80年代，20~30W；20世纪90年代以后，102W， 设计制造时要考虑：运行时，这些热量如何散出去， 如果这些热散不出去，势必影响其寿命及工作可靠性。
)电子问题：集成电路集成密度↑，发热量↑，每
绪言
二、传热问题的分类（两种类型）
热传递过程的原理与应用
热传递过程的原理与应用在日常生活中，热传递是一个不可避免的过程。
从吃饭到洗澡，我们几乎无时无刻不在经历着热传递。
那么，热传递到底是什么？它是如何发生的？又有哪些应用呢？本文将介绍热传递过程的原理与应用。
一、热传递是什么？热传递是一种自然现象，它指的是热量从高温物体传递到低温物体的过程。
热传递可以分为三种形式：热传导、热对流和热辐射。
热传导是指物质内部传递热量的过程。
在这个过程中，热量是通过物质内部的分子间传递来的。
热传导的速度和物体的材料、温度、截面积以及距离等因素有关。
热对流是指物体表面附近流动的流体（气体或液体）传递热量的过程。
在这个过程中，热量是通过流体带走的。
热对流的速度和流体的流速、温度差以及物体表面形状等因素有关。
热辐射是指物体通过发射电磁波的方式传递热量的过程。
在这个过程中，热量是通过电磁波传递过去的。
热辐射的速度和物体的温度、表面颜色以及表面的粗糙程度等因素有关。
二、热传递的原理热传递的原理可以用傅里叶传递定律、牛顿冷却定律和斯特藩-玻尔兹曼定律来描述。
傅里叶传递定律指出，物质内部传递热量的速率与温度梯度成正比。
也就是说，越是温度高的地方，热传递速率就越快。
同时，热传递速率还与物体的热导率、截面积和距离有关。
牛顿冷却定律指出，物体表面和流体之间传递热量的速率与温度差成正比。
也就是说，温度差越大，热传递速率就越快。
同时，热传递速率还与流速、流体粘度以及物体表面的积纹等因素有关。
斯特藩-玻尔兹曼定律则是指出，物体通过辐射传递热量的速率与物体的温度的四次方成正比。
也就是说，物体的温度越高，热传递速率就越快。
同时，热传递速率还与物体表面的颜色、粗糙度等因素有关。
三、热传递的应用热传递在生产和生活上有着广泛的应用。
例如，热传导可以用于制造导热材料和保温材料；热对流可以用于制造散热器和换热器；热辐射可以用于烤箱、高温炉等场合。
另外，人类还通过对热传递的深入研究，开发出了许多应用于现代生产、生活和科技的设备和材料。
烧水过程中的热传递规律
烧水过程中的热传递规律烧水是我们日常生活中常见的活动，而在烧水的过程中涉及到的热传递规律是理解整个过程的关键。
本文将简要介绍烧水过程中的热传递规律，并探讨其影响因素。
1. 热传递的基本原理热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
在烧水过程中，热量会从热源（例如炉火）传递到水中，使水温升高。
热传递可以通过三种方式进行：传导、对流和辐射。
在烧水过程中，主要涉及到的热传递方式是传导和对流。
2. 传导的作用传导是通过物体内部的分子振动使热量传递的方式。
在烧水过程中，热量会通过水中的分子振动传递。
烧水时，热源会加热水底部的一小部分水分子，导致这部分水分子振动加剧，温度升高。
随着时间的推移，这部分热量会逐渐传递给周围的水分子，使整个水体温度均匀提高。
传导的速率取决于物体的导热性质，水的导热性相对较低，因此烧水过程中的传导速率相对较慢。
3. 对流的作用对流是通过物体内部的流体运动使热量传递的方式。
在烧水过程中，对流起到了重要作用。
当水受热，底部水分子温度升高，密度减小，使其上浮。
同时，上层冷水下沉补充底部被加热后上浮的水分子的位置。
这种热量传递方式称为自然对流。
对流的速率相对较快，可以加速烧水的过程。
此外，搅拌水体也可以增加对流效果，使热量更均匀地传递。
4. 影响因素烧水过程中的热传递速率受到多个因素的影响，包括以下几个方面：- 初始水温：较高的初始水温意味着水中分子振动较大，传导和对流速率较快。
- 热源温度：较高的热源温度会加快热传递速率。
- 材料：不同材料的热导率不同，会影响传导速率。
- 搅拌程度：适度搅拌水体可以增加对流效果，加快热传递速度。
- 环境温度：较低的环境温度可以提供更大的温度差，促进热质的传递。
总之，烧水过程中的热传递规律由传导和对流两种方式共同作用。
了解热传递的基本原理以及影响因素可以帮助我们更好地理解和控制烧水过程中的温度变化。
参考资料：- Doeuff, S., & Renaud, A. (2008). Heat Transfer. CRC Press.。
热传递与传热原理
热传递与传热原理热传递是一个物体或者介质内部热量的传递过程，即热能从高温区域传递到低温区域的过程。
这个过程在我们的日常生活中无处不在，从喝热水到感受太阳的温暖，都与热传递有关。
理解热传递的原理对于工程设计、能源利用以及生活中的安全都至关重要。
本文将介绍热传递的基本原理及其相关的概念。
1. 热传递的基本模式热传递可以通过三种基本模式进行，分别为传导、对流和辐射。
1.1 传导热传递传导是通过介质直接传递热量的过程。
以金属导热为例，金属中的热能通过原子之间的碰撞和电子传递来实现。
传导过程中，热量会自高温区域传递到低温区域，直到达到热平衡。
材料的导热性能与其物理性质有关，例如热导率、密度和温度梯度。
1.2 对流热传递对流是介质内部以及介质与外界之间的热量传递方式。
其通过液体或气体的流动来实现，将热量从高温区域带到低温区域。
对流热传递分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是通过密度差引起的流体循环，强制对流则需要外力的作用，如风扇或泵。
1.3 辐射热传递辐射是通过电磁波的辐射来传递热能。
热辐射不需要介质，可以在真空中传播，因此在太空或高空的传热中起到重要作用。
辐射的热传递主要和物体的温度、表面性质以及辐射频率有关。
2. 热传递的基本方程热传递的基本方程可以表述为热流密度的形式，即单位时间内通过单位面积的热量流量。
根据热传递的不同模式，热传递方程也有所不同。
2.1 传导热传递方程对于传导热传递，热传递率（Q）可以用傅里叶定律表示：Q = -kA(dT/dx)其中，Q 表示热通量，k 是物质的热导率，A 是传热截面的面积，dT/dx 表示温度变化率。
2.2 对流热传递方程对于对流热传递，热传递率（Q）可以用牛顿冷却定律表示：Q = hA(T1 - T2)其中，Q 表示热通量，h 是对流传热系数，A 是传热面积，T1 和T2 分别表示高温和低温区域的温度。
2.3 辐射热传递方程对于辐射热传递，热传递率（Q）可以用斯特藩－玻尔兹曼定律表示：Q = σAε(T1^4 - T2^4)其中，Q 表示热通量，σ 是斯特藩－玻尔兹曼常数，A 是传热面积，ε 是辐射率，T1 和 T2 分别表示高温和低温区域的温度。
传热的三种基本方式及其原理
传热的三种基本方式及其原理
答案：
传热的三种基本方式及其原理主要包括：
热传导：这是物质在无相对位移的情况下，物体内部具有不同温度或不同温度的物体直接接触时所发生的热能传递现象。
在固体中，热传导源于晶格振动形式的原子活动。
在非导体中，能量传输依靠晶格波（声子）进行；而在导体中，除了晶格波还有自由电子的平移运动。
热传导是介质内无宏观运动时的传热现象，在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中热对流与热传导同时发生。
热对流：这是由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动、互相掺合而传递热能的过程。
热对流是热传递的重要形式，影响火灾发展的主要因素之一。
高温热气流能加热在它流经途中的可燃物，引起新的燃烧；热气流能够往任何方向传递热量，特别是向上传播，能引起上层楼板、天花板燃烧；通过通风口进行热对流，使新鲜空气不断流进燃烧区，供应持续燃烧。
热辐射：这是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。
一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，短波成分也愈多。
热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从0直至∞，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。
由于电磁波的传播无需任何介质，所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。
综上所述，传热的三种基本方式——热传导、热对流和热辐射——各有其独特的传热机理和应用场景，共同构成了热量传递的基本框架。
热能的传递了解传导辐射和对流的热传递方式
热能的传递了解传导辐射和对流的热传递方式热能的传递：了解传导、辐射和对流的热传递方式热传递是热能从高温物体传递到低温物体的过程。
在热传递过程中，有三种主要的传热方式，分别是传导、辐射和对流。
本文将详细介绍这三种热传递方式，帮助我们更好地理解热传递的基本原理。
一、传导热传递传导是热能在固体或液体中通过分子之间的碰撞传递的方式。
当物体的一部分受热时，分子会增加其振动，然后通过与相邻分子的碰撞将热传递到相邻部分。
传导热传递的速度取决于物体的导热性能和温度差异。
导热性能是物质传导热量的能力，一般使用导热系数来表示。
不同的物质具有不同的导热系数，导热系数越大，该物质导热性能越好。
二、辐射热传递辐射是指热量通过电磁辐射的方式传递。
无论是在真空中还是在空气中，辐射热传递都能够发生。
任何物体只要有温度，都会发射电磁波，这些电磁波能够携带热能。
辐射热传递的速度与物体的温度的四次方成正比。
辐射传热的特点是它能在真空中传热，热辐射可以从高温物体发出、穿过真空媒介，到达低温物体，实现热量的传递。
这在太空中的传热过程中起到了重要作用。
三、对流热传递对流热传递是通过流体介质（液体或气体）的对流运动进行热量传递的方式。
对流传热的过程需要涉及到物体表面与流体之间的传递和流体的流动。
对流传热有两种基本形式：自然对流和强制对流。
自然对流是指由温差引起的流体密度差异，产生自然流动的现象。
而强制对流是通过外界力驱动流体的流动，比如风扇或泵等。
对流热传递的速度取决于温度差异、流体的性质以及流体流动的速度。
流体的流动会带走物体表面的热量，加速热能的传递。
综上所述，传导、辐射和对流是三种不同的热传递方式。
传导是通过分子之间的碰撞传递热能；辐射是通过电磁辐射传递热能；对流是通过流体介质的对流运动传递热量。
不同的热传递方式在不同的条件下起到不同的作用，我们可以根据具体情况选择合适的方式来实现热量的传递。
通过对热传递方式的了解，我们可以更好地应用于实际生活中的问题。
热传递的基本原理
热传递的基本原理热传递是指热量在物体之间传递的过程。
热传递的基本原理可以通过热传导、热对流和热辐射来解释。
热传导是由于分子之间的碰撞和相互作用引起的热量传递。
在物体的内部，热量通过固体材料的导热性质在分子之间传递。
导热的原理是分子以高频率振动，并将这种振动能量从一个分子传递到与其相邻的分子。
这种传递形式下，热量从高温物体的分子传递到低温物体的分子。
热导率是描述物体传导热传递性能的物理量。
热传导是在没有物质移动的情况下进行的。
热对流是指热量通过流体介质传递的现象。
当液体或气体被加热时，它们的密度会降低，使其较热的部分上升，而较冷的部分则下降。
这种上升和下降的运动形成了被称为对流的大规模流动。
对流传热发生在液体或气体中，因为其分子是自由移动的。
对流传热可以将热量迅速从高温区域传递到低温区域。
热对流是伴随着物质的移动而进行的。
热辐射是指物体通过放射电磁波的方式传递热量。
所有物体都以热辐射的形式向外发射能量。
热辐射是由于物体分子和原子的无规则振动引起的。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的总发射功率与物体的温度的四次方成正比。
这意味着随着温度的升高，物体的热辐射功率会显著增加。
热辐射是通过真空或透明介质传输热量的唯一方式。
在现实世界中，热传递往往是这三种机制的组合。
例如，当我们烹饪食物时，热量会通过底部的热源通过热传导进入锅中的食物。
与此同时，由于食物的加热，液体中的热对流也开始。
同时，煮食过程中锅的外表面也会通过热辐射释放热量。
热传递的速率可以通过热传导率、对流传热系数和辐射传热系数来描述。
热传导率是物质传导热传递的能力，对流传热系数是描述液体或气体传导热的速度和效率的参数，而辐射传热系数是描述物体通过辐射传递热量的效果的参数。
需要注意的是，不同材料的热传导机制和速率可能不同。
例如，金属通常具有高热传导率，因为金属中的电子在分子之间快速传递热量。
相反，绝缘体如木材则具有较低的热导率，因为木材中的分子之间的电子传导能力较差。
传热的基本原理
传热的基本原理
传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
热量传递可以通过三种基本途径发生：传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质内部的分子或离子的振动和碰撞来传递的过程。
当一个物体的一部分受热时，其分子通过振动和碰撞将能量传递给周围的分子，从而逐渐使整个物体达到热平衡。
传导的速率取决于物体的导热性质，即物体的热导率。
热导率越高，传导速率越快。
对流是指流体（气体或液体）的传热过程。
当一个物体受热时，周围的流体也会受热并产生密度变化，从而形成对流流动。
对流能够有效地传递热量，因为流体的流动会带走热量并将其传递到其他地方。
对流的速率取决于流体的热扩散性质和流体的流动性质。
辐射是指热量以电磁波的形式传递，无需通过物质进行传导或对流。
所有物体都会辐射热量，其强度取决于物体的温度和辐射特性。
辐射热量可以在真空中传递，也可以在透明的介质（例如空气或玻璃）中传递。
在实际情况中，传热往往是以上三种方式的综合作用。
例如，在烹饪中，热量通过盖子底部的传导传递给锅内的食物，然后通过对流将热量均匀分布到整个食物中。
而太阳的热量则通过辐射传递到地球表面，然后通过导热和对流进一步分布到大气层和海洋中。
了解传热的基本原理对于很多日常生活和工程应用都非常重要。
通过控制传热过程，我们可以更好地设计和改进热交换设备、节能系统以及热管理系统，从而提高能源利用效率，减少能源消耗。
热传导与热辐射热量传递和热能利用的基本原理
热传导与热辐射热量传递和热能利用的基本原理热传导和热辐射是热量传递和热能利用中两个重要的方式。
在热学领域中，热传导是指通过物质分子之间的相互碰撞传递能量，而热辐射则是指由物体表面发出的热能以电磁波的形式传播。
本文将介绍热传导和热辐射的基本原理以及它们在热能利用中的应用。
一、热传导的基本原理热传导是指物质内部的热量传递过程，它是由分子之间的相互碰撞和能量传递所引起的。
热传导的热量传递速率可以根据傅里叶定律进行描述，即热流密度与温度梯度成正比。
根据热传导原理，热量会自高温区域沿着温度梯度的方向传导到低温区域。
热传导的速率取决于物质的传导性能，传导性能由物质的热导率和温度梯度决定。
一般来说，导热性能较好的材料具有较高的热导率，可以更有效地传导热量。
在实际应用中，热传导常用于导热材料的设计和热能的传递。
例如，在建筑领域，热传导可以用于保温材料的选择和建筑结构的热阻计算，以提高建筑的能源效率。
二、热辐射的基本原理热辐射是物体表面由于温度而产生的电磁波辐射。
热辐射的能量转移是通过辐射波长的电磁波进行的。
根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，热辐射功率与物体的绝对温度的四次方成正比。
根据热辐射的原理，温度较高的物体表面会辐射出更多的热能。
这也是为什么我们可以感受到来自太阳的热量，因为太阳的温度非常高，辐射的热能能够穿透大气层到达地球。
在实际应用中，热辐射常用于太阳能、太阳能热水器和热辐射加热设备等领域。
例如，太阳能光伏板可以将太阳辐射转换为电能。
太阳能热水器则利用太阳辐射直接加热水。
热辐射加热设备如电烤箱和电磁炉则通过辐射热能加热食物。
三、热传导与热辐射的应用热传导和热辐射是热能利用中常用的方式，它们在各个领域都有重要的应用。
在能源领域，热传导和热辐射可以用于太阳能、风能、水能等可再生能源的利用。
太阳能光伏板利用太阳辐射转换为电能，风能发电机利用风能驱动涡轮产生动力，水能利用水流驱动水轮机产生动力。
在工业领域，热传导和热辐射可以用于热能的传递和加热。
热力学中的热传递与对流
热力学中的热传递与对流热力学是研究能量转化与能量传递过程的学科，而热传递与对流是热力学中重要的热能传递方式。
本文将就热力学中的热传递与对流这一主题展开讨论，探究其基本原理与应用。
一、热传递的基本概念与原理热传递是指由高温区向低温区传递热量的过程。
热传递的基本原理可以归结为三种机制：传导、对流和辐射。
1.传导传导是指物质内部由分子间的碰撞传递热能的过程。
通常，传导过程遵循傅里叶定律，即热传导速率正比于温度梯度，反比于物质的导热系数和传热截面积。
2.对流对流是指介质内部的流动引起的热传递过程。
通过对流传热，热量可以迅速地从一个地方传递到另一个地方。
对流传热的速率与流体的传热系数、温度差和流体的流速密切相关。
3.辐射辐射是指热能以电磁波的形式通过真空或其他介质传递的过程。
辐射传热不需要介质的存在，因此具有独特的特点。
二、对流的分类与特点对流是热传递中常见且重要的方式，它可以分为自然对流和强迫对流两种。
1.自然对流自然对流是指由于密度差异引起的流体运动所带来的对流传热。
典型的自然对流现象包括大气中的热空气上升和冷空气下沉等。
自然对流传热的特点是速度较慢，传热效率相对较低。
2.强迫对流强迫对流是指通过外部机械或其他方式施加的力使流体发生运动，并产生对流传热。
例如，风扇、水泵等设备可以促使流体流动，从而增强传热效果。
强迫对流传热具有较高的传热效率和较快的传热速度。
三、热传递与工程应用热传递与对流在工程领域中有着广泛的应用。
下面将介绍几个常见的例子。
1.散热器散热器是一种利用对流传热原理将热量从热源传递到冷却介质的设备。
散热器通常由散热片和散热风扇组成，通过空气对流将散热片上的热量带走，从而降低热源的温度。
2.暖气片暖气片是一种利用对流传热原理为室内提供加热的设备。
暖气片内部通过热水或蒸汽流动，使得暖气片表面温度升高，通过自然对流或强迫对流传热，将热量传递到室内空气中。
3.换热器换热器是一种通过热传递实现不同介质之间热能交换的设备。
第三章 热量传递的基本原理
2
d T 1 dT + = 0 2 dr r dr
• 导热问题的完整数学描述 无内热源、常物性、稳态一维问题的导热 微分方程 2
由
d t =0 2 dx
得
dt = c1 dx
得
t = c1 x + c2
问题不能确定，需有定解条件： 〈1〉 初始条件：τ = 0 时的温度分布 t τ = 0 =f (x,y,z) 〈2〉 边界条件：边界上的温度分布或换热条 件。
即 边界条件：
x
d 2t =0 2 dx
x = 0 t = t1 ; x = δ t = t 2
数学描述
d 2t =0 2 dx x = 0 , t = t1 x = δ , t =t 2
t = c1 x + c2
c2 = t1
温度分布
c1 =
t 2 − t1
δ
t=
dt dx
t 2 − t1
δ
x + t1
μ↑
Re ↓
h↓
4、换热表面的形状、大小、位置 壁面形状、位置形状(平板,圆管)、位置(横 放、竖放、管内、管外)
5、流体有无相变 有相变（沸腾或凝结），流体温度基本保持不 变，流体与壁面的换热量等于吸收或放出的汽化潜 热。有相变比无相变时换热系数大很多。 珠状凝结比膜状凝结换热系数大得多。
综上所述
动力消耗大
δ ↓ h↑
3、流体的物理性质
流速：V↑ h↑ V=0 无对流 物性－表征物质物理特性的物理量 密度，粘性，热导率，比热等 其他条件相同时，不同的流体换热量不 同，就是因为物性不同
λ的影响：
热传递的基本原理
若电磁波的波长在0.1～1000／μ m之间，则称为热
辐射。只要温度高于绝对零度，物体就会不断地将其
热能转变为辐射能向外发射，因此自然界的物体都具
有辐射能力。
在辐射换热过程中也伴随着能量形式的转换
。
热力 学能
电磁 波能
热力 学能
”
01
添加标题
A+R+D=1
03
添加标题
R:物体的反射率;
02
添加标题
流动的起因 流动起因分为强制 对流和自然对流的
两个换热过程
流体的物理性质
流体热性质参数有热导 率、动力黏度、比定压 热容、密度以及体积膨 胀系数
对流换热的 主要影响因
素
流体的流态 流动状态有层流和
紊流两种
几何因素的影响
指壁面几何形状、大 小，流体与固体热接 触的相对位置等对对
流换热的影响
对流换热的计算
A:物体的吸收率;
04
添加标题
D:物体的投射率;
添加标题
A=1表明落到物 体表面上的辐射能 被物体全部吸收， 这种物体称为黑体； 黑体不仅吸收能力 最大，且与同温度 的物体相比，其辐
射能力也最大。
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R=1的物体称为白 体;
添加标题
D =1的物体称为 透热体。
热辐射的基本定律
基尔霍夫定律:在热平衡的条件下实际物体 的吸收率在数值上等于该物体的黑度。 斯尔潘-波尔兹曼定律:黑体的辐射力与热力 学温度的四次方成正比。
流体有相变时的对流换热
在火电厂中，不仅经常遇到单相流体的对流换 热，而且会遇到液体受热沸腾和蒸汽遇冷凝结 等有相变时的对流换热。 沸腾换热是在固体壁面的温度超过与之相接触 的液体饱和温度时发生的。 凝结换热是在壁面温度低于与之接触的蒸汽压 力下的饱和温度时才会发生。
热力学中的热传递过程
热力学中的热传递过程热力学是研究能量转移与转化的科学，其中热传递是热力学的一个重要概念。
热传递是指由高温物体到低温物体的热量传递过程，它是自然界中普遍存在的现象。
本文将介绍热力学中的热传递过程，并探讨其基本原理和影响因素。
一、热传递的基本原理热传递是通过能量的传递来实现的，它遵循热量由高温到低温的原则，即热量会从高温物体传递到低温物体，直到两者温度达到平衡。
根据热传递的基本原理，我们可以得到以下几个重要的热传递方式：1. 热传导：热传导是一种通过物质分子的热点传递热量的过程。
当两个物体接触时，它们之间的热传导会导致热量的传递，直到两个物体达到热平衡为止。
热传导的速率受到物质的热导率、温度差和物体间的接触面积等因素的影响。
2. 辐射传热：辐射传热是指物体通过辐射的方式传递热量。
所有温度高于绝对零度的物体都会辐射热量，无论是否有物质存在，因为辐射传热不需要物质作为传热媒介。
辐射热量的传递速率与物体的发射率、温度差和表面积等因素有关。
3. 对流传热：对流传热是指通过流体（气体或液体）的流动实现热量传递。
当物体表面的流体与物体接触时，流体会带走物体表面的热量并进行对流传热。
对流传热的速率受到流体的流速、温度差和物体表面积等因素的影响。
二、影响热传递的因素热传递的速率受到多种因素的影响，下面将详细介绍几个重要的影响因素：1. 温度差：温度差是影响热传递速率的主要因素之一。
温度差越大，热传递速率越快。
因此，当需要加快热传递速率时，可以通过增加温度差来实现。
2. 界面特性：界面特性包括接触面积、物质的界面状态和热导率等因素。
增大接触面积可以增加热传导和对流传热的效果，从而提高热传递速率。
而材料的热导率越大，热传导的速率也越快。
3. 界面条件：界面条件包括对流传热中的流体流速和物体表面质量等因素。
当流体流速增加时，对流传热的速率也会增加。
而物体表面的光洁度和形状会影响辐射传热的效果，因此在实际应用中需要注意优化物体的表面条件。
热力学中的热传递
热力学中的热传递热传递是热力学中一个重要的概念，它描述了热量在物体之间的传递过程。
在自然界中，热传递是普遍存在的，无论是烹饪食物、取暖、还是自然界中的各种现象，热传递都起着关键的作用。
本文将从热传递的基本原理、传热方式以及实际应用等方面进行探讨。
一、热传递的基本原理热传递是热量从高温物体传递到低温物体的过程，其基本原理是热量通过各种传热方式传导，从而达到温度均衡。
热传递的本质是热分子间能量的传递，当两个物体的温度不同时，热分子将从高温物体向低温物体传递，直至温度达到一致。
二、传热方式热传递常常通过三种方式进行，分别是导热、对流和辐射。
1. 导热导热是热传递中最常见的一种方式，它在固体和液体中起主导作用。
导热通过物质内部的分子碰撞实现热量传递。
固体的导热性能较好，因为其分子密度较大，分子之间的距离短，热能传递快速。
而液体的导热性能相对较差，因为其分子间距离较远，分子运动受到阻碍。
2. 对流对流是指热量通过流体（气体或液体）的传递。
对流分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是指在流体中，由于温度差引起的密度不同，产生的浮力使得流体发生运动，从而实现热量传递。
强制对流则是通过外力（如风扇）促使流体发生对流运动，加快热传递过程。
3. 辐射辐射是指通过电磁波的传递进行热量传递。
辐射可以在真空中进行，不需要借助传导介质。
热辐射的强弱取决于物体的温度和表面特性，如表面的发射率和吸收率等。
三、实际应用热传递在生活和工业中有着广泛的应用。
以下是一些常见的实际应用案例：1. 烹饪食物热传递在烹饪食物的过程中起着至关重要的作用。
当我们将锅放在火上时，热量通过导热方式快速传递到锅底，然后通过对流和辐射的方式将热量传递给食物，使食物得以加热煮熟。
2. 取暖和制冷在冬季，我们使用取暖设备，如暖气片和空调，以调节室内的温度。
这些设备利用对流和辐射的方式将热量传递给周围空气或吸收室外热量，从而实现室内温度的控制。
3. 电子设备散热电子设备在运行过程中会产生大量热量，若不能及时散热会影响设备的正常运行甚至损坏。
热传递与导热性能
热传递与导热性能热传递和导热性能是热学领域中重要的概念，它们在工程和科学领域广泛应用。
本文将介绍热传递的基本原理以及导热性能的相关概念和影响因素。
1. 热传递的基本原理热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
热量的传递可以通过三种方式实现：传导、对流和辐射。
1.1 传导传导是指在物质内部通过分子之间的直接碰撞传递热量。
传导的速率受到物质的导热性能和温度梯度的影响。
导热性能是物质传导热量的能力，表征为热导率。
温度梯度是指物体内部不同位置的温度差异。
一般来说，导热性能越高，温度梯度越大，热传递速率越快。
1.2 对流对流是指通过流体或气体的流动来传递热量。
对流的速率取决于传热介质的流动性质和温度差。
对流传热一般较传导快速，因为流体的流动可以带走热量。
1.3 辐射辐射是指以电磁波的形式传递热量。
所有物体都会辐射热量，但辐射的速率取决于物体的温度和表面性质。
较高温度的物体辐射更多热量。
2. 导热性能的影响因素导热性能是物质传导热量的能力。
它受到以下几个因素的影响：2.1 物质的热导率热导率是一个物质的导热性能指标，它描述了单位时间内，单位面积上的热量通过物质的能力。
不同物质的热导率不同，例如金属通常具有较高的热导率，而塑料和木材的热导率较低。
2.2 物质的热容量热容量是物质吸收或释放热量时的能力。
热容量较大的物质可以吸收较多的热量，在温度变化较小时起到一定的缓冲作用。
2.3 温度梯度温度梯度是导热性能的重要影响因素。
温度梯度越大，单位时间内传导的热量越多。
2.4 物质的密度和比热容密度和比热容都会影响导热性能。
物质的密度越大，传热时的接触面积也越大，导热性能相对较好。
比热容是物质单位质量的热容量，也会影响热传导的速率。
3. 导热性能的应用3.1 建筑和保温材料导热性能对建筑和保温材料具有重要影响。
对于保温材料，我们通常选择导热性能较低的材料，以减少室内与室外的热量传递。
3.2 热交换器在热交换器中，导热性能决定了热量传递的效率。
第3章 热传递的基本原理
第三章 热传递的基本原理
3-1 导热
一、导热的基本概念 当物体内部或相互接触的物体间存在温 度差时，热量从高温处传到低温处的过程称 为导热或热传导。
①定义：在没有质点相对位移的情况下，当物体内部 具有不同温度，或不同温度的物体直接接触时，所发 生的热能传递现象。
这种固体壁面同时存在对流和辐射换 热的过程称为复合换热。
3-4 传热过程与换热器
二、换热器 1．换热器的类型 换热器是实现冷热流体热量交换的设备。 按其工作原理，火电厂中的换热器一般可 分为混合式、表面式和再生式三类。
3-4 传热过程与换热器
二、换热器
2．换热器内冷热流体的相对流向
3-4 传热过程与换热器
2．削弱传热
削弱传热一般用于减少热力设备及热 力管道对环境的散热，且通过敷设隔热层的 办法来实现。 石棉、珍珠岩、矿渣棉等各类制品，是 电厂中广泛采用的隔热保温材料。
多层平壁导热
3-1 导热
对于多层的 圆筒壁仍然可以 利用热阻来求得 导热量、热流密
度，大家想一想
单层圆壁筒的导 热电阻如何求得？
3-2 对流换热
一、对流换热的概念及其类型 当温度不同的各部分流体之间产生宏观的相对运 动时，各部分流体因相互掺混所引起的热量传递过 程，称为热对流。流动着的流体与其相接触的固体 壁面之间的热量传递过程称为对流换热。对流换热 时，流体内部各部分流体之间存在着热对流，并同 时伴有热传导对流换热是热对流和热传导综合作用 的结果。
3-1 导热
数学表达式： q=-λdt/dx （W/m2） q—单位时间通过导体单位面积上的热量, 又称为热流密度; λ — 为导热系数；导热系数的大小取决 于物质的种类和温度;
热量传递的基本原理及应用
热量传递的基本原理及应用热量传递是我们日常生活中经常会遇到的现象，无论是烹饪食物还是取暖，都离不开热量传递。
那么，热量传递的基本原理是什么呢？它又有哪些应用呢？热量传递的基本原理可以归结为三种方式：传导、对流和辐射。
首先，传导是指热量通过物质的直接接触传递。
我们常常可以通过触摸热物体来感受到传导的效果。
例如，当我们把手放在热水杯上时，由于热量通过杯子传导到手上，我们会感到热。
传导的速度和效果受到物质的导热性能和温度差的影响。
导热性能好的物质，如金属，传导热量的速度较快。
其次，对流是指热量通过流体的运动传递。
对流可以分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是指由于密度差异引起的流体的运动，如烟囱里的烟气上升。
强制对流则是通过外力（如风扇）来推动流体的运动。
对流的速度和效果受到流体的性质和温度差的影响。
例如，当我们打开空调时，冷气通过强制对流的方式将热量从室内排出，从而降低室内的温度。
最后，辐射是指热量通过电磁波的传播传递。
辐射是一种无需介质传递的方式，可以在真空中传播。
我们常常可以感受到太阳的辐射热。
辐射的强度和效果受到物体的温度和表面特性的影响。
黑色物体吸收和辐射热量的能力较强，而白色物体则反射辐射热量。
除了了解热量传递的基本原理，我们还可以将其应用于日常生活和工业生产中。
在日常生活中，热量传递的原理被广泛应用于烹饪和取暖。
在烹饪中，我们可以通过调节火候和锅具的选择来控制传导和对流的效果，以达到理想的烹饪效果。
在取暖中，我们可以利用传导和对流的原理来设计取暖设备，如电暖器和暖气片，将热量传递到室内，提供舒适的温暖。
在工业生产中，热量传递的原理也发挥着重要的作用。
例如，在石油化工过程中，热量传递被用于加热和冷却反应器，以控制反应的速率和温度。
在电力工业中，热量传递被用于发电过程中的锅炉和冷却系统，以提供能源和保护设备。
除了以上的应用，热量传递的原理还被广泛应用于建筑和环境工程中。
例如，在建筑设计中，我们可以通过调整建筑材料的导热性能和采用适当的隔热措施，以减少能量的损失和提高建筑的能效性能。
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削弱传热
削弱传热一般用于减少热力设备及热力管道 对环境的散热，且通过敷设隔热层的办法来实现。 石棉、珍珠岩、矿渣棉等各类制品，是电厂 中广泛采用的隔热保温材料。
谢
谢
换热器
换热器的定义：用来使热量从热流体传递到冷流 体，以满足规定的工艺要求的装置
换热器的类 型 按其工作原理，火电厂中的换热器一般 可分为混合式、表面式和再生式三类
换热器内冷热流体的相根据传热学的基本原理设法增 强传热过程的传热效果，其目的在于使一定的换热 设备获得较大的传热量，或在一定的传热量要求下 使所需的传热面积最小，设备成本最低。
热传递的基本原理
第三组
热传递定义
是热从温度高的物体传到温度低的物体，或 者从物体的高温部分传到低温部分的过程。 热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。 只要物体之间或同一物体的不同部分之间存 在温度差，就会有热传递现象发生，并且将 一直继续到温度相同的时候为止。发生热传 递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态 ，物体间是否接触都无关。热传递的结果是 温差消失，即发生热传递的物体间或物体的 不同部分达到相同的温度。
的四次方成正比。
２.基尔霍夫定律:在热平衡的条件下实际物体的吸收
率在数值上等于该物体的黑度。
因此，辐射传热就是不同物体间相互辐射和吸收 能量的结果。辐射传热不仅是能量的传递，同时 还伴有能量形式的转换。热辐射不需要任何媒介 ，换言之，可以在真空中传播。这是热辐射不同 于其他传热方式的另一特点。应予指出，只有物 体温度较高时，辐射传热才能成为主要的传热方 式（如化工生产现场的管式炉）。 实际上，传热过程往往并非以某种传热方式单独 出现，而是两种甚至是三种传热方式的组合。例 如，热水瓶抽真空的目的就是为了减少导热过程 的损失；瓶口加塞就是为了减少对流损失；内胆 镀银是为减少辐射传热的损失。再如，化工生产 中普遍使用的间壁式换热器中的传热，主要是以 热对流和导热相结合的方式进行的
辐射换热 热辐射的基本概念
是指物体通过发射电磁波向外传递能量的现象。一般， 若电磁波的波长在0.1～1000／μ m之间，则称为热辐 射。只要温度高于绝对零度，物体就会不断地将其热 能转变为辐射能向外发射，因此自然界的物体都具有 辐射能力。 在辐射换热过程中也伴随着能量形式的转换
。
热力 学能
电磁 波能
特点
任何物体只要温度高 于零度 辐射能与波长温度有 关
具有方向性
热 辐 射
伴随能量形式转换
可以再真空中 传播
发射辐射取决 于温度4次方
三 种 传 递 方 式 共 同 点
•实现了能量的转移 •传递方向都是由高温 物体传至低温物体 •热传导和热对流都是通 过分子热运动传递的，而 热辐射是通过电磁波
传热过程与换热器 热量从温度较高的流体经过固体壁传给另一侧温度 较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程 。 在传热过程中，往往是几种基本传热方式同时存在 ，即除固体内部的导热外，还同时存在着固体与流 体的对热和辐射换热。这种固体壁面同时存在对流 和辐射换热的过程称为复合换热。
热传递方式
1 2 热传导 热对流 热辐射
3
导热 当物体内部或相互接触的物体间存在温 度差时，热量从高温物体传到低温处的 过程称为导热。 导热一般发生在固体与固体间，主要是 通过材料晶格的热振动波以及自由电子 迁秱来实现的。
傅立叶定律 傅里叶定律用文字描述为单位时间内通过导热体 单位面积上的到热量，在数值上与该面积上的温度 成正比，而方向成反比。
对流换热 当温度不同的各部分流体之间产生宏观的相对运动 时，各部分流体因相互掺混所引起的热量传递过程 ，称为热对流。流动着的流体与其相接触的固体壁 面之间的热量传递过程，称为对流换热。
流动的起因
流动起因分为强制 对流和自然对流的 两个换热过程
流体的流态
流动状态有层流和 紊流两种
流体的物理性质
流体热性质参数有热导 率、动力黏度、比定压 热容、密度以及体积膨 胀系数
对流换热的 主要影响因 素
几何因素的影响
指壁面几何形状、大 小，流体与固体热接 触的相对位置等对对 流换热的影响
对流换热的计算
流体有相变时的对流换热
在火电厂中，不仅经常遇到单相流体的对流换热， 而且会遇到液体受热沸腾和蒸汽遇冷凝结等有相变 时的对流换热。 沸腾换热是在固体壁面的温度超过与之相接 触的液体饱和温度时发生的。 凝结换热是在壁面温度低于与之接触的蒸汽 压力下的饱和温度时才会发生。
热力 学能
A+R+D=1
A:物体的吸收率; R:物体的反射率; D:物体的投射率;
A=1表明落到物体表面上的辐射能被物体全部吸 收，这种物体称为黑体；黑体不仅吸收能力最大 ，且与同温度的物体相比，其辐射能力也最大。
R=1的物体称为白体; D =1的物体称为透热体。
热辐射的基本定律 1.斯尔潘-波尔兹曼定律:黑体的辐射力与热力学温度
傅立叶定律公式： Φ=-λA(dt/dx) q=-λ(dt/dx) 热量计算公式： Q=KS∆t 由上式可知，增大传热系数K或增大传热温差 ∆t以及传热面积S，均可使传热量Q增大
傅立叶定律适用条件 （1）傅立叶定律只适用于各向同性物体，对于各 向异性物体，热流密度矢量的方向不仅与温度梯 度有关，还与热导率的方向性有关， 因此热流密 度矢量与温度梯度不一定在同一条直线上。 （2）傅立叶定律适用于工程技术中的一般稳态好 非稳态导热问题，对于极低温的导热问题和极短 时间产生极大热流密度的瞬态导热过程，如大功 率、短脉冲激光瞬态加热等，傅立叶定律不在适 用。