传热三种方式

合集下载

传热的三种方式

传热的三种方式

第6章传热1、传热过程有哪三种基本方式?答:(1)间接换热,(2)直接换热,(3)蓄热式换热。

2、传热按机理分为哪几种?答:(1)热传导,(2)热对流,(3)热辐射。

3、物体的导热系数与哪些主要因素有关?答:与物体材料的组成、结构、温度、湿度、压强及聚集状态等因素有关。

4、流体流动对传热的贡献主要表现在哪儿?答:流体在垂直于传热方向上的流动,可以增加传热方向上的温度梯度,尤其是湍流时,使得传热方向上的温度梯度仅存在于流动边界层内,故温度梯度数值有很大的增加,根据傅立叶热传导定律可知,在温度梯度方向上的传热速率有了很大增加。

流体在平行于传热方向上的同向流动对于传热的作用是明显的,流体的质点运动携带了热量,使得传热速率可有很大增加。

5、自然对流中的加热面与冷却面的位置应如何放才有利于充分传热?答:将加热面水平方向置于底部,加热面水平方向置于顶部,有利于自然环流。

6、液体沸腾的必要条件有哪两个?答:(1)达到一定的过热度,(2)有利于形成较多的气泡核心。

7、工业沸腾装置应在什么沸腾状态下操作?为什么?答:应在什么核状沸腾状态下操作,因为此状态下,对流传热系数大,操作状态安全稳定。

8、沸腾给热的强化可以从哪两方面着手?答:(1)加热表面,易于形成更多的汽化核心,(2)沸腾液体,在液体中加入少量的添加剂改变沸腾液体的表面张力。

9、蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体?答:在冷凝液膜表面上的不凝性气体膜,导热系数很小,热阻值大,直接影响蒸汽冷凝传热速率,故应定期排放不凝性气体。

10、为什么低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式?答:根据斯蒂芬-波尔茨曼定律,物体对外辐射能量的总能力E与其绝对温度的4次方成正比,故在物体处于低温时热辐射往往可以忽略,而高温时热辐射则往往成为主要的传热方式。

11、影响辐射传热的主要因素有哪些?答:(1)高温物体绝对温度的4次方与低温物体绝对温度的4次方之差,(2)高温物体的黑度值及低温物体的黑度值,(3)高温物体与低温物体的位置关系。

传热的三种基本方式

传热的三种基本方式
返回
式中
q Q A
A──总传热面积
二、定态与非定态传热
非定态传热 Q,q, t f x, y, z,
定态传热 Q,q, t f x, y, z
t 0

返回
三、冷、热流体通过间壁的传热过程
T1
t2
(1)热流体 Q1(对 流) 管壁内侧
对流 导 对流
返回
4.1.3 冷、热流体的接触方式
一、直接接触式
板式塔
返回
填料塔
返回
凉水塔
返回
二、蓄热式
低温流体
优点: • 结构较简单 • 耐高温
高温流体
缺点: • 设备体积大 • 有一定程度的混合
t2
冷流体t1
T2
传热面为内管的表面积
返回
(2)列管换热器
热流体T1
返回
二、对流 流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。 • 自然对流:由于流体内温度不同造成的浮升力
引起的流动。 • 强制对流:流体受外力作用而引起的流动。
对流传热:流体与固体壁面之间的传热过程。
三、热辐射 物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射。
• 能量转移、能量形式的转化 • 不需要任何物质作媒介
返回
4.1.2 传热的三种基本方式
一、热传导 热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部
分,或传递到与之接触的另一物体的过程称为热传导。 特点:没有物质的宏观位移
• 气体 分子做不规则热运动时相互碰撞的结果 • 固体 导电体:自由电子在晶格间的运动
非导电体:通过晶格结构的振动实现 • 液体 机理复杂
Q

(2)管壁内侧Q2( 热传导) 管壁外侧

传热与传质最全的计算

传热与传质最全的计算

传热与传质最全的计算一、传热传热是能量从一个物体或系统传递到另一个物体或系统的过程。

根据传热方式的不同,传热可以分为三种形式:传导、对流和辐射。

1.传导:传热的方式通过物质的直接接触和分子的碰撞来进行。

传导传热的计算主要依靠温度差、传热面积和传热材料的热导率来计算。

传导传热的计算公式为:Q=-k*A*(ΔT/d)其中Q表示传热的热量,k表示热导率,A表示传热面积,ΔT表示温度差,d表示热传导长度。

2.对流:对流是通过流体(气体或液体)传递热量的过程。

对流传热的计算需要考虑传热系数、传热面积和温度差。

对于自然对流,传热系数可以通过科里奥利数来估算。

对于强制对流,传热系数可以通过雷诺数和普朗特数来估算。

对流传热的计算公式为:Q=h*A*ΔT其中Q表示传热的热量,h表示传热系数,A表示传热面积,ΔT表示温度差。

3.辐射:辐射是通过电磁辐射传递热量的过程。

辐射传热的计算需要考虑黑体辐射能量和辐射系数。

辐射传热的计算公式为:Q=ε*σ*A*(T1^4-T2^4)其中Q表示传热的热量,ε表示发射率,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数,A表示传热面积,T1和T2表示两个物体的温度。

二、传质传质是物质在空间中通过扩散机制传递的过程。

传质过程主要包括质量传递和扩散传递。

1.质量传递:质量传递是涉及物质从一个相向另一个相传递的过程。

质量传递的计算需要考虑浓度差、传质系数和表面积。

质量传递的计算公式为:Q=k*A*(C1-C2)其中Q表示传递的质量,k表示传质系数,A表示传质面积,C1和C2表示两个相之间的浓度差。

2.扩散传递:扩散传递是涉及物质通过浓度梯度向更低浓度的方向传递的过程。

扩散传递的计算需要考虑扩散系数、浓度梯度和距离。

扩散传递的计算公式为:J = -D * (dC / dx)其中J表示扩散通量,D表示扩散系数,C表示浓度,x表示距离。

以上是传热和传质的基本概念和常见的计算方法。

当然,实际的传热和传质过程常常是复杂和多变的,需要根据具体情况进行更为详细和精确的计算和分析。

热量传递的三种方式

热量传递的三种方式

热量传递的三种方式热量传递是物体之间通过热量而产生的能量交换过程。

这个过程对于地球上的一切生命都至关重要,它决定了物体的温度以及热量的分布。

热量传递可以通过三种方式实现:传导、对流和辐射。

首先,我们来介绍传导。

传导是指热量通过直接物质接触来传递的过程。

当两个物体处于不同的温度时,它们之间会发生热量流动。

传导的速度取决于物体的性质,以及温度差异的大小。

传导速度较慢的物体被称为热传导性良好的物体,如金属。

这是因为金属内部的电子能够自由移动,从而更好地传递热量。

相比之下,非金属物体的传导速度较慢,如木材和塑料。

其次是对流。

对流是指热量通过流体(气体或液体)的流动来传递的过程。

当流体的温度变化时,流体的密度也会变化,从而引起流体的运动。

这种运动导致了热量的传递。

对流的速度取决于流体的性质以及温度差异的大小。

对流的一个常见例子是水的对流。

当在一个锅中加热水时,底层的水会变热并向上升,而上层的冷水则下沉。

这种对流现象导致了锅中的水被均匀加热。

最后是辐射。

辐射是指热量通过电磁辐射来传递的过程。

电磁辐射是一种以光速传播的电磁波。

当热物体发射辐射时,会向周围的物体传递热量。

和传导或者对流不同,辐射不需要介质来传播热量。

辐射的速度不受物质性质或者温度差异的影响。

因此,辐射是唯一一种可以在真空中传递热量的方式。

太阳能就是通过辐射传递到地球上的热量的一个重要例子。

虽然传导、对流和辐射是热量传递的三种方式,但它们常常同时存在于真实的物体中。

例如,当我们触摸到热的金属物体时,传导是最主要的传热方式。

金属通过对我们的手进行热传导,使我们感受到热量。

而当我们游泳时,热量通过对流传递到水中。

水中的热量通过对流扩散到我们的身体,使我们感到温暖。

另外,当我们暴露在太阳光下时,辐射是主要的传热方式。

太阳的光线以辐射的形式传递到地球,从而感受到热量。

总结起来,热量可以通过传导、对流和辐射这三种方式来传递。

这些方式各具特点,应用广泛,对于维持地球上的物质的温度分布以及生命的存在都起到了至关重要的作用。

传热三种方式

传热三种方式

1•传导传热是指温度不同的物体直接接触,由于自由电子的运动或分子的运动而 发生的热交换现象。

温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间热能的传递过程,称为传导传热。

传热过程中,物体的微观粒子不发生宏观的相对移动,而在其热运动相互振动或 碰撞中发生动能的传递,宏观上表现为热量从高温部分传至低温部分。

微观粒子 热能的传递方式随物质结构而异,在气体和液体中靠分子的热运动和彼此相撞, 在金属中靠电子自由运动和原子振动。

⑴对流传热是热传递的一种基本方式。

热能在液体或气体中从一处传递到另一处的过程。

主要计算分类对于宅瘟畀捲T 特担黑举为聲疑*ao2、多层平面壁的计算1、单层平壁的计算⑴序+购珅子连嘉荐挑扯ft qg 醴円畀…是由于质点位置的移动,使温度趋于均匀。

是液体和气体中热传递的主要方式。

但也往往伴有热传导。

通常由于产生的原因不同,有自然对流和强制对流两种。

根据流动状态,又可分为层流传热和湍流传热。

化学工业中所常遇到的对流传热,是将热由流体传至固体壁面(如靠近热流体一面的容器壁或导管壁等),或由固体壁传入周围的流体(如靠近冷流体一面的导管壁等)。

这种由壁面传给流体或相反的过程,通常称作给热。

定义对流仅发生于流体中,它是指由于流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位弯管中的对流传热⑴由于流体间各部分是相互接触的,除了流体的整体运动所带来的热对流之外,还伴生有由于流体的微观粒子运动造成的热传导。

在工程上,常见的是流体流经固体表面时的热量传递过程,称之为对流传热。

[2]对流传热通常用牛顿冷却定律来描述,即当主体温度为tf的流体被温度为tw 的热壁加热时,单位面积上的加热量可以表示为q=a(tw-tf),当主体温度为tf的流体被温度为tw的冷壁冷却时,有q=a(tf-tw)式中q为对流传热的热通量,W/m2 a 为比例系数,称为对流传热系数,W/(m2「C)。

牛顿冷却公式表明,单位面积上的对流传热速率与温差成正比关系。

热量传递的三种方式

热量传递的三种方式

热量传递的三种方式热量传递是指物体之间传递热能的过程,它可以通过三种方式进行:导热、对流和辐射。

本文将详细介绍这三种方式,并探讨它们在不同场景下的应用。

一、导热导热是指热量通过直接接触传递的方式。

在导热过程中,高温物体的分子具有更大的能量,它们与低温物体的分子发生碰撞并传递热能,使得低温物体的分子动能增加,温度升高。

导热是固体物体最常见的热量传递方式。

它的传输速度与物体的导热系数和温度差有关,即温度差越大、导热系数越大,导热速率越快。

导热也存在于液体和气体中,但其传输速度相对较慢。

在我们生活中,导热被广泛应用于热传导、散热和保温等领域。

例如,热传导在烹饪中起到重要作用,当我们用锅加热食物时,锅底受热后,热量通过导热方式传递给食物。

另外,导热也是保温材料的分析基础,一些绝缘材料通过减缓导热速度来实现保温的效果。

二、对流对流是指热量通过流体运动传递的方式。

流体(包括气体和液体)中的分子具有自由度,它们可以通过运动来传递能量。

当流体受热时,其分子热运动增强,流体密度减小,由此产生的浮力使得流体发生对流运动。

对流分为自然对流和强迫对流两种形式。

自然对流是指由温度差引起的自发流动,如烟囱里的烟气上升。

强迫对流是通过外力施加来引起的,如风扇吹动空气。

对流在许多领域中起到重要作用,如空气和水的循环系统、热交换器和气候调节。

例如,冷气机通过强迫对流使室内热量散发到室外,实现室内温度的调节。

另外,风扇通过对流传热来提高材料表面的散热效果,常用于电脑散热系统。

三、辐射辐射是指热能以电磁波的形式传播的方式。

热辐射不需要介质,可以在真空中传播,而且传输速度非常快。

辐射的强度与物体的温度和表面特性有关,温度越高、表面越黑,辐射强度越大。

热辐射广泛应用于能源利用、光照和生物医学等领域。

例如,我们常常用太阳能电池板将太阳辐射转化为电能。

此外,在医学中,热辐射被应用于肿瘤治疗,高能量的辐射能够破坏肿瘤细胞,起到治疗作用。

综上所述,热量传递的三种方式:导热、对流和辐射,在我们的日常生活中扮演着重要角色。

传热方式有哪三种

传热方式有哪三种

传热有三种基本方式,分别是热传导;热辐射;热对流。

特点如下:
1、热传导:有温度不同的质点在热运动中引起的,在固体,液体,气体中均能产生。

单纯的导热仅能在密实的固体中发生。

2、热对流:对流式由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动,互相掺和而传地热能。

包括自然对流换热,受迫对流换热。

3、热辐射:过程中伴随形式能量转化;传播不需要任何中间介质;凡是温度高于绝对零度的一切物体,不论他们的温度高低都在不间断地向外辐射不同波长的电磁波。

传热学知识点

传热学知识点

传热学知识点2篇传热学是研究热量在物体之间传递的科学,它对于我们理解自然界中的许多现象至关重要。

本文将为您介绍传热学的两个重要知识点。

一、传热方式的分类热在物体之间传递的方式可以分为三种,分别是热传导、热辐射和热对流。

1. 热传导:热传导是物质内部的热量传递方式。

它是由物体内部的分子或原子之间的碰撞引起的。

热传导的速率取决于物体的导热系数、温度差和物体之间的距离。

一般来说,导热系数高的物质(如金属)在单位温度差下传热的速率会更快。

而导热系数低的物质(如木材、塑料等)则传热速率较慢。

传热学中,我们常用傅里叶定律来描述热传导的过程。

傅里叶定律表明热的传导速率与温度梯度成正比。

具体的计算方法是根据物质的导热系数和温度梯度计算热通量。

2. 热辐射:热辐射是指物体通过电磁波辐射热量的过程。

不同于热传导需要通过物质传递热量,热辐射是在真空和空气中也能传热的方式。

热辐射是因为物体的温度高于绝对零度时,物体上的原子和分子会产生辐射。

热辐射的速率取决于物体的温度和表面的发射系数。

发射系数高的物体会以较快的速率辐射热量。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律,热辐射的速率与物体的温度的四次方成正比,具体计算方法是根据物体的表面发射系数和温度的四次方计算热通量。

3. 热对流:热对流是指热量通过流体运动传递的方式。

在自然界中,流体受到温差的驱动而产生对流运动。

热对流分为自然对流和强制对流两种方式。

自然对流是指由密度差异引起的流体运动,没有外部驱动力。

比如,热空气上升形成的对流气流。

强制对流是指由外部力驱动的流体运动,如风、泵或风扇等。

热对流通过流体的循环来传递热量,流体的流速和传热面积对热对流速率有影响。

二、传热学的应用传热学的研究具有广泛的应用价值,我们经常可以在生活和工业中见到传热学的应用。

1. 工业制冷与加热:在许多工业过程中,需要通过传热来实现制冷和加热。

比如,制造业中的冷冻食品、空调以及热处理设备等。

通过掌握传热学知识,可以合理设计和改进制冷和加热系统,提高其效率和性能。

传热基本方程及传热计算

传热基本方程及传热计算

传热基本方程及传热计算传热是热能在不同物体之间由高温物体向低温物体传递的过程。

根据传热的方式不同,传热可以分为三种基本模式:传导、对流和辐射。

1.传导:传导是在物质内部进行热能传递的过程,它是由物质内部粒子的碰撞引起的。

传导传热的基本方程是傅里叶热传导定律,它的表达式为:q = -kA(dT/dx)其中,q表示单位时间内通过传导传递的热量,在国际单位制中以瓦特(W)表示;k是物质的热导率,表示物质传热的能力,单位是瓦特/米·开尔文(W/m·K);A是传热面积,表示热量传递的面积;(dT/dx)表示温度梯度,即温度随长度的变化率。

2.对流:对流是通过流体介质(如气体或液体)的流动来传递热量的过程。

对流传热的基本方程是牛顿冷却定律,它的表达式是:q=hA(T1-T2)其中,q表示单位时间内通过对流传递的热量,在国际单位制中以瓦特表示;h是对流传热的热传递系数,表示流体传热的能力,单位是瓦特/平方米·开尔文(W/m^2·K);A是传热面积,表示热量传递的面积;T1和T2是两个物体之间的温度差。

3.辐射:辐射是通过电磁波的辐射来传递热量的过程。

辐射传热的基本方程是斯特藩-玻尔兹曼定律,它的表达式是:q=εσA(T1^4-T2^4)其中,q表示单位时间内通过辐射传递的热量,在国际单位制中以瓦特表示;ε是物体的辐射率,表示物体辐射的能力;σ是斯特藩-玻尔兹曼常数,它的值约为5.67×10^-8瓦特/(平方米·开尔文的四次方);A 是传热面积,表示热量传递的面积;T1和T2是两个物体的绝对温度,单位为开尔文(K)。

传热计算可以根据以上基本方程进行。

首先,需要确定相关的参数,如热导率、热传递系数和辐射率等。

然后,可以使用适当的方程计算传热速率。

最后,根据传热速率和传热时间,可以计算传输的总热量。

传热计算可以应用于很多领域,如建筑、工程、材料和环境等。

它可以帮助我们设计高效的热交换设备、优化能源利用和节约能源。

热传导三种方式公式

热传导三种方式公式

热传导三种方式公式热传导是指热量通过材料的传递,通常有三种方式:传导、对流和辐射。

1. 传导(Conduction):传导是通过材料的直接接触而传递热量的方式。

它是由分子之间的碰撞和振动所引起的能量传递。

传导的热传递率由 Fourier 定律来描述,其公式为:Q=k*A*(ΔT/d)其中,Q是传导热流量,单位为瓦特(W),k是材料的热导率,单位为瓦特/(米·开尔文),A是传热的横截面积,单位为平方米(m²),ΔT是温度差,单位为开尔文(K),d是传热路径的长度,单位为米(m)。

传导的热传递率与材料的导热性能、温度差和传热距离有关。

热导率越大,热传导速率越快。

当温度差增大或传热距离减小时,热传导速率也会增加。

2. 对流(Convection):对流是指通过材料内部的流体运动而传递热量的方式。

对流一般包括自然对流和强迫对流两种形式。

自然对流是通过流体本身的密度和温度的差异产生的传热方式。

自然对流的热传递率可以由 Nuussult 数来计算,其公式为:Nu=h*L/λ其中,Nu 为 Nuussult 数,L 为流体流动路径的特征长度,单位为米(m),h 是传热系数,单位为瓦特/(平方米·开尔文)(W/(m²·K)),λ 为流体的导热系数,单位为瓦特/(米·开尔文)(W/(m·K))。

强迫对流是通过外部施加的压力或机械力引起的传热方式。

对流的热传递率与流体的性质、流速、温度差和流动路径有关。

3. 辐射(Radiation):辐射是通过电磁波的辐射来传递热量的方式。

辐射传热不需要物质的存在,可以在真空中传播。

辐射的热传递率可以由Stefan-Boltzmann 定律来计算,其公式为:Q=ε*σ*A*(T₁⁴-T₂⁴)其中,Q 是辐射热流量,单位为瓦特(W),ε 是表面的辐射发射率,σ 是 Stefan-Boltzmann 常数,约为5.67 × 10⁻⁸瓦特/(平方米·开尔文的四次方)(W/(m²·K⁴)),A 是辐射传热的表面积,单位为平方米(m²),T₁和 T₂分别是两个表面的温度,单位为开尔文(K)。

热量传递的三种基本方式导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。

热量传递的三种基本方式导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。

[ W m2 ]
: 热导率(导热系数) (Thermal conductivity) W (m C) 直角坐标系中: t t t q q x i q y j q z k i j k x y z
注:傅里叶定律只适用于各向同性材料 各向同性材料:热导率在各个方向是相同的
Nu C Rem
)/ 2; 式中:定性温度为 tr (tw tf特征长度为管外径 d, 数中的流速采用整个管束中最窄截面处的流速。 Re 实验验证范围:
C和m的值见下表。
Ref 2000 ~ 40000。
§6-5 自然对流换热及实验关联式
自然对流:不依靠泵或风机等外力推动,由流体自身 温度场的不均匀所引起的流动。一般地,不均匀温度 场仅发生在靠近换热壁面的薄层之内。 自然对流的自模化现象:紊流时换热系数与特征尺度无 关。
Nu f (Re, Pr); Nu x f ( x ' , Re, Pr)
自然对流换热:
Nu f (Gr , Pr)
混合对流换热: Nu f (Re, Gr , Pr) 试验数据的整理形式:
Nu c Re n Nu c Re n Pr m Nu c(Gr Pr)n
2. 入口段的热边界层薄,表面传热系数高。 层流入口段长度: l / d 0.05 Re Pr 湍流时:
4-2 边界节点离散方程的建立及代数 方程的求解
对于第一类边界条件的热传导问题,处理比较简单,因为 已知边界的温度,可将其以数值的形式加入到内节点的离 散方程中,组成封闭的代数方程组,直接求解。
而对于第二类边界条件或第三类边界条件的热传导问题, 就必须用热平衡的方法,建立边界节点的离散方程,边界 节点与内节点的离散方程一起组成封闭的代数方程组,才 能求解。

传热的三种方式ppt课件

传热的三种方式ppt课件

2024/7/14
5
物质的导热系数在数值上具有下述特点:
(1) 对于同一种物质, 固态的导热系数值最大,气态的 导热系数值最小; (2)一般金属的导热系数大于非金属的热导率 ; (3)导电性能好的金属, 其导热性能也好 ; (4)纯金属的导热系数大于它的合金 。
导热系数数值的影响因素较多, 主要取决于物质的 种类、物质结构与物理状态, 此外温度、密度、湿度 等因素对导热系数也有较大的影响。其中温度对导热 系数的影响尤为重要。
t
(1)左侧的对流换热
tf1
Ah1
tw1 tf1
tw1 tf1 1
tw1 h1
tw1 tf1 Rh1
Ah1
(2)平壁的导热
0
A tw1 tw2
tw1
tw 2
tw1 tw2 R
A
2024/7/14
h2 tw2
tf2
x
18
(3)右侧的对流换热
Ah2
tw2 tf 2
一、热量传递的基本方式
热量传递有三种基本方式: 导热 对流 辐射
2024/7/14
1
1、导热
在物体内部或相互接触的物体表面之 间,由于分子、原子及自由电子等微观粒子 的热运动而产生的热量传递现象。
纯导热现象可以发生在固体内部,也可以 发生在静止的液体和气体之中。
2024/7/14
2
大平壁的一维稳态导热
(1)热量从高温流体以对流换热(或对流换热+
辐射换热)的方式传给壁面;
(2)热量从一侧壁面以导热的 高
方式传递到另一侧壁面;

固 体
低 温
(3)热量从低温流体侧壁面以 流

对流换热(或对流换热+辐射换 体 壁 体

热传递的三种方式

热传递的三种方式

1、导热性:物体传导热量的性能。

2、热传递的方式:传导、对流、辐射(1)传导:热沿着物体传递,善于传热的物体叫热的良导体,如各种金属;不善于传热的物体叫热的不良导体,如毛皮、石棉、软木等。

(2)对流:是靠液体、气体的流动来传热的方式,液体或气体只有在上部密度大于下部密度时(重力大)才会产生对流,如日常生活中我们加热物体都要从它的下部加热。

(3)辐射:是热由物体沿直线向外传递,不依靠其他物体,如太阳光照射;颜色深的物体比颜色浅的物体吸收热辐射的本领强。

练习:一、选择题1、大功率电子元件工作时,会产生大量的热。

科学家研发一种由石墨烯制成的“排热被”,把它覆盖在电子元件上,能大幅度降低电子元件工作时的温度。

“排热被”能排热是因为石墨烯()A、熔点高B、导热性好C、导电性好D、弹性好2、在寒冷的冬天,用手去摸放在室外的铁棒和木棒,觉得铁棒比木棒冷,这是因为()A. 铁棒比木棒的温度低B. 铁棒比木棒温度高C. 铁棒比木棒的导热能力强D. 铁棒比木棒的导热能力弱3、家用冰箱的外壳用隔热材料制成的,它们是A. 热的良导体B. 既不是热的良导体,也不是热的不良导体C. 热的不良导体D. 既可能是热的良导体,也可能是热的不良导体4、.随着人们生活水平的提高,许多住宅小区房屋的窗户玻璃都是双层的,且两层玻璃间还充有惰性气体,这是因为惰性气体A. 容易导电B. 不容易导热C. 能增加房间的亮度D. 增大玻璃的密度5、下列实例中,材料的选用与描述的物理属性相符的是A. 热水壶的手柄用胶木制成,是因为胶木的导热性好B. 划玻璃的刀头镶嵌有金刚石,是因为金刚石的密度大C. 输电导线的内芯用铜制成,是因为铜的导电性好D. 房屋的天窗用玻璃制成,是由于玻璃的硬度大6、中国料理最重要的烹调就是炒,那么颠勺这个技能就是很重要的了,但我们平时烹调水平不够好,颠勺技能自然很差,经常会把菜弄到锅外,这款超大弧度炒锅,锅沿很宽,弧度很大,任意翻炒也不会把食材弄到外面,还可以防止热量散失,节约燃料.下列说法正确的是()A. 制造锅体的材料和手柄都应具有良好的导热性能B. 炒菜时我们能闻到食物的香味,说明只有高温时分子在做无规则运动C. 食物沿超大弧形边沿翻炒最终掉在锅的过程,其运动状态不断改变D. 炒菜时不断翻动食物是利用做功的方式增大物体内能7、小吴在泡温泉时听了工作人员对温泉水来源的介绍后,设想使用地热资源解决冬天的供暖问题,于是设计了如图的方案,关于此方案涉及的科学知识的叙述中,错误的是()A. 水增加的内能主要是地热中的能量转移而来的B. 管道采用的是导热性能好的材料C. 管壁所处的深度越大,受到水的压强越小D. 管道中的水可循环使用,有利于节约水资源二、填空题8、石墨烯是人类目前研制出的最薄、最坚硬的纳米材料,1纳米= 米;利用石墨稀可以加快用电器在工作时的散热,这说明它的导热性(选填“强”或“弱”)。

热传递基本方式

热传递基本方式

热传递基本方式热传递是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

热传递是自然界中普遍存在的现象,它在我们生活中起着重要的作用。

热传递的基本方式有三种,分别是热传导、热对流和热辐射。

第一种基本方式是热传导。

热传导是指在物体内部,热量通过分子间的碰撞和传递来进行的。

当物体的一部分受热时,分子的热运动会引起周围分子的热运动,从而使热量传递到周围区域。

热传导的速度取决于物体的导热性能和温度梯度。

导热性能越好,温度梯度越大,热传导的速度就越快。

常见的导热性能好的物质有金属和石英等。

第二种基本方式是热对流。

热对流是指在液体或气体中,热量通过流体的运动来传递的过程。

当一部分流体受热时,它的密度会变小,从而形成一个上升的热对流流动。

这种流动会使热量从高温区传递到低温区。

热对流的速度取决于流体的性质和温度差。

流体的热导率越大,温度差越大,热对流的速度就越快。

常见的热对流现象有自然对流和强迫对流。

第三种基本方式是热辐射。

热辐射是指物体通过发射和吸收电磁辐射来传递热量的过程。

所有物体在温度不为零时都会发射热辐射,其强度和温度的四次方成正比。

热辐射的传递不需要介质,可以在真空中传播。

热辐射的速度不受物质性质和温度差的影响,只取决于温度的高低。

辐射传热的速度最快,是三种方式中传热速度最快的。

在实际应用中,这三种基本方式的热传递同时存在,并相互影响。

例如,在一个加热过程中,热对流可以加快热传递的速度,而热传导和热辐射则起到补充作用。

不同的物体和环境条件下,三种方式的相对重要性也有所不同。

总结起来,热传递是热量从一个物体传递到另一个物体的过程,其基本方式包括热传导、热对流和热辐射。

热传导是在物体内部通过分子间的碰撞传递热量,热对流是在流体中通过流体的运动传递热量,热辐射是通过发射和吸收电磁辐射来传递热量。

在实际应用中,这三种方式同时存在,并相互影响。

热传递的研究对于我们了解物体的热性质和能量转换过程具有重要意义。

小学科学,热传递三种方式

小学科学,热传递三种方式

小学科学,热传递三种方式篇一:热传递的三种形式人们都知道热传递有三种形式:辐射、传导、对流。

①?? 热传导:热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做热传导。

热传导是固体中热传递的主要方式。

在气体或液体中,热传导过程往往和对流同时发生。

各种物质的热传导性能不同,一般金属都是热的良导体,玻璃、木材、棉毛制品、羽毛、毛皮以及液体和气体都是热的不良导体,石棉的热传导性能极差,常作为绝热材料。

热从物体温度较高的一部分沿着物体传到温度较低的部分的方式叫做热传导。

②?? 对流:液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。

对流是液体和气体中热传递的主要方式,气体的对流现象比液体明显。

对流可分自然对流和强迫对流两种。

自然对流往往自然发生,是由于温度不均匀而引起的。

强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。

靠气体或液体的流动来传热的方式叫做对流。

③?? 热辐射:物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领,这种热传递的方式叫做热辐射。

热辐射虽然也是热传递的一种方式,但它和热传导、对流不同。

它能不依靠媒质把热量直接从一个系统传给另一系统。

热辐射以电磁辐射的形式发出能量,温度越高,辐射越强。

辐射的波长分布情况也随温度而变,如温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,在500摄氏度以至更高的温度时,则顺次发射可见光以至紫外辐射。

热辐射是远距离传热的主要方式,如太阳的热量就是以热辐射的形式,经过宇宙空间再传给地球的。

高温物体直接向外发射热的现象叫做热辐射。

热的导体各种物体都能够传热,但是不同物质的传热本领不同。

容易传热的物体叫做热的良导体,不容易传热的物体叫做热的不良导体。

金属都是热的良导体。

瓷、木头和竹子、皮革、水都是不良导体。

金属中最善于传热的是银,其次是铜和铝.最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。

液体,除了水银外,都不善于传热,气体比液体更不善于传热.散热器材料的选择散热片的制造材料是影响效能的重要因素,选择时必须加以注意!目前加工散热片所采用的金属材料与常见金属材料的热传导系数:金317 W/mK银429 W/mK铝401 W/mK铁237 W/mK铜48 W/mKAA6061型铝合金155 W/mKAA6063型铝合金201 W/mKADC12型铝合金96 W/mKAA1070型铝合金226 W/mKAA1050型铝合金209 W/mK热传导系数的单位为W/mK,即截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文(1K=1℃)时的热传导功率。

热学传热的三种方式的比较

热学传热的三种方式的比较

热学传热的三种方式的比较热学是研究物体间能量传递的科学,它涉及到了热的产生、传导、传输以及各种材料的热传导性质等。

热传导是热学中非常重要的一部分,它是指热量从一个物体或者一个地方传递到另一个物体或者另一个地方。

热能的传递可以通过三种方式进行:传导、对流和辐射。

在本文中,我们将比较这三种传热方式的不同特点和应用范围。

1. 传导传导是通过物质内部分子之间的碰撞和振动传递热量的过程。

物质的导热性能与其内部分子的热运动有关,通常固体的导热性能比液体和气体要好。

传导热量的速度与温度差、物体形状和物体材料等因素有关。

一些导热性良好的材料常被用于散热器或者传热设备中,以加速热量的传递。

2. 对流对流是指通过气体或者液体的流动来传递热量的方式。

相比于传导,对流的速度更快,因为流动的气体或者液体会不断地把热量带走,并将之代之以新的冷的气体或液体。

对流的速度和效果受到流体的流速、密度和粘度等因素的影响。

对流常常发生在自然环境中,比如太阳通过对流传热使地球变暖,也出现在各种传热设备中,比如散热器和冷却塔。

3. 辐射辐射是指通过电磁波的传播来传递热量的方式。

辐射热量的传递无需介质,可以在真空中传播。

所有物体在一定温度下都会辐射能量,其辐射热量强度与物体温度的四次方成正比。

辐射热量传递的速度和效果与物体的表面特性有关,比如颜色和光亮度。

辐射常常出现在高温的情况下,比如太阳辐射热量到地球,也被广泛应用于加热设备中。

三种传热方式各自具有不同的特点和适用范围。

传导适用于固体内部的热传递,它在导热性能好的材料中应用广泛。

对流适用于气体和液体的传热,尤其是在液体或气体流动的情况下。

辐射则适用于高温环境下的热传递,它可以在无介质的情况下远距离传热。

综上所述,热学传热的三种方式分别是传导、对流和辐射。

它们各自具有不同的特点和应用范围,通过合理地运用和组合这些传热方式,我们可以在不同的情况下高效地进行热能传递。

研究和理解这些传热方式对于改进传热设备的设计和提高能源利用效率具有重要意义。

流体和固体之间的传热方式

流体和固体之间的传热方式

流体和固体之间的传热方式
流体和固体之间的传热方式有以下几种:
1. 对流传热:指流体通过流动把能量从一个地方传输到另一个地方的方式。

例如,水通过热对流从热水器传递热量到身体。

2. 导热传热:指通过温度差将热量从一个物体传递到另一个物体的方式。

例如,一个热咖啡杯通过接触传递热量到手。

3. 辐射传热:指通过光辐射将热量从一个物体传递到另一个物体的方式。

例如,太阳辐射热量到地球上的物体上。

4. 相变传热:指通过物质发生相变(例如从液态到气态或固态到液态)时释放或吸收热量的方式。

例如,水变成蒸汽时吸收热量,而蒸汽变成水时释放热量。

相关主题
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1•传导传热是指温度不同的物体直接接触,由于自由电子的运动或分子的运动而 发生的热交换现象。

温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间热能的传递过程,称为传导传热。

传热过程中,物体的微观粒子不发生宏观的相对移动,而在其热运动相互振动或 碰撞中发生动能的传递,宏观上表现为热量从高温部分传至低温部分。

微观粒子 热能的传递方式随物质结构而异,在气体和液体中靠分子的热运动和彼此相撞, 在金属中靠电子自由运动和原子振动。


对流传热是热传递的一种基本方式。

热能在液体或气体中从一处传递到另一处的过程。

主要
计算分类
对于宅瘟畀捲T 特担黑举为聲疑*
ao
2、多层平面壁的计算
1、单层平壁的计算⑴
序+购珅子连嘉荐挑扯ft qg 醴円畀…
是由于质点位置的移动,使温度趋于均匀。

是液体和气体中热传递的主要方式。

但也往往伴
有热传导。

通常由于产生的原因不同,有自然对流和强制对流两种。

根据流动状态,又可分为层流传热和湍流传热。

化学工业中所常遇到的对流传热,是将热由流体传至固体壁面(如
靠近热流体一面的容器壁或导管壁等),或由固体壁传入周围的流体(如靠近冷流体一面的
导管壁等)。

这种由壁面传给流体或相反的过程,通常称作给热。

定义
对流仅发生于流体中,它是指由于流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位
弯管中的对流传热⑴
由于流体间各部分是相互接触的,除了流体的整体运动所带来的热对流之外,还伴生有由于流体的微观粒子运动造成的热传导。

在工程上,常见的是流体流经固体表面时的热量传递过程,称之为对流传热。

[2]
对流传热通常用牛顿冷却定律来描述,即当主体温度为tf的流体被温度为tw 的热壁加热时,单位面积上的加热量可以表示为q=a(tw-tf),当主体温度为tf
的流体被温度为tw的冷壁冷却时,有q=a(tf-tw)式中q为对流传热的热通量,W/m2 a 为比例系数,称为对流传热系数,W/(m2「C)。

牛顿冷却公式表明,单
位面积上的对流传热速率与温差成正比关系。

[2]基本原理
原理
在工程上,对流传热是指流体固体壁面的传热过程,它是依靠流体质点的移动进行热量传递的。

因此与流体的流动情况密切相关。

热流体将热量传给固体壁面,再由壁面传给冷流体。

由流体力学知,流体流经圆体壁面时,在靠近壁面处总有一薄层流体顺着壁面做层流流动,即层流底层。

当流体做层流流动时,在垂直于流动方向的热量传递,主要以热传导方式进行。

由于大多数流体的导热系数较小,故传热热阻主要集中在层流底层中,温差也主要集中在该层中。

而在湍流主体中,由于流体质点剧烈混合,可近似的认为无传热热阻,即湍流主体中基本上没有温差。

在层流底层与湍流主体之间存在着一个过渡区,在过渡区内,热传导与热对流均起作用使该区的温度发生缓慢变化。

[3]
所以,层流底层的温度梯度较大,传热的主要热阻即在此层中,因此,减薄层流底层的厚度S是强化对流传热的重要途径。

在传热学中,该层又称为传热边界层(Thermal
Boundary Layer )。

⑶ 速率方程式从对流传热过程的分析可知这一个复杂的传热过程影响对流传热速率的因素很多,为了方便起见,工程上采用一种简化的方法,即将流体的全部温差集中在厚度为S的一层薄膜内,但薄膜厚度9难以测定,所以用a代替入/ S将对流
传热速率写成如下形式:
[3]
此式称为对流传热速率方程式,亦称牛顿冷却定律。

式中:①—对流传热速率。

(热流量rw)
A—传热面积,m
△ T—对流传热温度差「C /K)
Tw-与流体接触的壁面温度,C
T—流体的平均温度
a -对流传热系数
R—对流传热热阻,C /W
并非理论推导,而是一种推论。

即假设单位面积传热量与温度差△T成正比。

- 将所有复杂的因素都转移到对流传热系数a中去了。


影响因素
①流体在传热过程中有无相变、汽化、冷凝。

②流体的流动状态和起因。

③流体流动的原因:强制对流、自然对流。

④物体的物理性质:p、Cp、入、卩、体积膨胀系数等。

⑤传热表面的形状、位置及大小等。

[3]沸腾传热
液体和高于其饱和温度的壁面接触时就会产生沸腾,此时,壁面向流体放热的现 象称为沸腾传热。

对液体加热时,在液体内部伴有由液相变成汽相而产生气泡的进程称为沸腾。

沸腾产生的方法:
将加热壁面浸没在液体中,液体在壁面处受热沸腾,称为大容器沸腾。

液体在管内流动时受热沸腾,称为管内沸腾。


冷凝传热
当饱和蒸气与低于饱和温度的壁面相接触时,蒸气将放出潜热,并冷凝成液体。

蒸汽冷凝的方式:膜状冷凝(film-type condensation )和滴状冷凝(dropwise condensation)。

若冷凝液能润湿壁面并能形成一层完整的液滴,
称膜状冷凝由于表面张力的作用, 冷凝在壁面上形成许多液滴最终会形成膜状冷凝。

⑻ 特点分析
右图表示了壁面一侧流体的流动情况以及和流动方向垂直的某一截面上流体的
温度分布情况。

[4] 在湍流主体内,由于流体质点湍动剧烈,所以在传热方向上,流体的温度差极小, 各处的温度基本相同,热量传递主要依靠对流进行,传导所起作用很小。

在过渡 层内,流体的温度发生缓慢变化,传导和对流同时起作用。

在滞流内层中,流体 仅沿壁面平行流动,在传热方向上没有质点位移,所以热量传递主要依靠传导进 行,由于流体的导热系数很小,使滞流内层中的导热热阻很大,因此在该层内流 体温度差较大。

[4]
由以上分析可知,在对流传热(或称给热)时,热阻主要集中在滞流内层,因此, 减薄滞流
内层的厚度或破坏滞流内层是强化对流传热的重要途径。

⑷ 当流体沿壁面作湍流流动时,
在靠近壁面处总有一滞流内层存在 在滞流内层和
[4] 湍流主体之间有一过渡层。

截面上流体的温度分布
对流类型
对流传热是指不同温度的流体质点在运动中的热量传递。

和强制对流。

若由于运动是因流体内部各处温度不同引起局部密度差异所致, 则 称为自然对流。

若由于水泵、风机或其它外力作用引起流体运动, 则称为强制对 流。

但实际上,热对流的同时,流体各部分之间还存在着导热, 而形成一种复杂 的热量传递过程。

[5] 由于引起流体运动的原
自然对流[1]。

相关文档
最新文档