热传导、对流
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。
一. 大空间自然对流换热的实验关联式 工程中广泛使用的是下面的关联式：
l / d 60
层流
湍流
二. 横掠管束换热实验关联式
• 外掠管束在换热器 中最为常见。 • 通常管子有叉排和 顺排两种排列方式。 顺叉排换热的比较： 叉排换热强、阻力 损失大并难于清洗。 影响管束换热的因 Pr 素除 Re 、 数外，还 有：叉排或顺排； 管间距；管束排数 等。
后排管受前排管尾流的扰动作用对平均表面传热系数的影 响直到10排以上的管子才能消失。 这种情况下，先给出不考虑排数影响的关联式，再采用管 束排数的因素作为修正系数。 气体横掠10排以上管束的实验关联式为
(5) 流体的热物理性质：
3 密度 [kg m ] 热导率 [ W (m C) ] 2 比热容 c [J (kg C) ] 动力粘度 [ N s m ] 运动粘度 [m 2 s] 体胀系数 [1 K ]
1 v 1 v T p T p
Nu c Re n Nu c Re n Pr m Nu c(Gr Pr)n
式中，c、n、m 等需由实验数据确定，通常由图解法和 最小二乘法确定
④常见准则数的定义、物理意义和表达式，及其各量的 物理意义
⑤模化试验应遵循的准则数方程 强制对流:
Nu f (Re, Pr)； Nu x f ( x ' , Re, Pr)
导热热阻：平壁，圆筒壁
q
t w1 t w 2 t w1 t w 2
t r t R
t
t w1
dt
dx
Φ
A
Q
0
tw2
R A
r
热传导与热对流
热传导与热对流热传导和热对流是热力学中常用的两种热传递方式。
热传导是指热量通过物体的内部传递，而热对流是指热量通过流体的流动传递。
本文将详细介绍热传导和热对流的原理和特点。
一、热传导热传导是指物体内部的热量传递过程，它主要依靠物质内部分子间的碰撞和传递能量来完成。
热传导是一个从高温区域到低温区域的热量传递过程，最常见的例子是热量通过固体传递。
热传导的传热速率与传递距离、温度差、物体的导热性质等因素相关。
固体的导热性质通常通过热传导系数（λ）来描述，其单位为W/(m·K)，表示单位面积、单位时间内通过单位温度差的热能量。
具有高导热系数的材料，如金属，能够更好地传导热量。
热传导现象在很多工程领域中都得到了广泛应用，如热管、散热器等。
在设计这些设备时，需要考虑材料的导热性能，以便达到更高的传热效率。
二、热对流热对流是指热量通过物体表面与流体发生热量交换的传热方式。
流体的热对流可以分为自然对流和强制对流两种情况。
自然对流是指由密度差引起的流体的循环，如空气受热上升的现象。
而强制对流是通过外部的力，如风扇或泵，使流体发生流动。
热对流的传热系数（h）是描述热对流性质的重要参数，其单位为W/(m^2·K)，表示单位面积上的热量流动与温度差之比。
对于自然对流而言，热对流系数较低；而对于强制对流，热对流系数较高。
热对流广泛应用于众多领域，如空调设备、汽车制冷系统、核电站等。
通过调节流体的速度和温度，可以有效地控制热对流的传热效果，实现热能的转化和运用。
三、热传导与热对流的区别热传导和热对流是两种不同的热传递方式，在物理性质和传热特点上存在明显的区别。
1. 传热方式热传导是通过物体内部的分子碰撞传递热能，而热对流则是热量通过物体表面与流体间的热量交换进行传递。
2. 传热方式的区域热传导主要发生在固体物体内部，而热对流主要发生在流体与物体表面间。
3. 热传导和热对流的速率在相同的传热条件下，热对流的传热速率往往高于热传导。
热传导与对流换热：热传导和对流换热的机制和应用
热传导与对流换热：热传导和对流换热的机制和应用热传导和对流换热是传热学中常见的两种传热方式。
热传导是指热量通过物质的直接传递，不伴随着物质的移动；而对流换热是指在流体中，热量通过流体的流动传递。
本文将详细介绍热传导和对流换热的机制和应用。
首先来看热传导。
热传导是由物质内部原子或分子之间的相互作用传递热量的过程。
在物体中，温度高的地方的分子运动更为剧烈，分子之间的碰撞会使得能量从高温区域传递到低温区域。
热传导的速度取决于物质本身的性质，如导热系数和长度等。
导热系数越大，物质越容易传递热量；物体的长度越长，热传导的阻力越大。
热传导的应用广泛。
在日常生活中，我们常常会利用热传导来实现加热和冷却。
例如，我们用电熨斗烫平衣物时，熨斗的底部会产生高温，通过热传导将热量传递给衣物，使得衣物的温度升高，达到去除皱纹的目的。
另一个例子是我们用铝制的烹饪锅进行烹饪时，锅底会迅速传导热量，使得食物受热均匀。
此外，热传导还被广泛应用于工业生产中，如利用热传导进行金属加热、制冷设备中热的传递等。
接下来谈谈对流换热。
对流换热是指流体内部热量通过流体的流动传递的过程。
流体的流动可以是自然对流（自然对流是指由密度差异引起的流动）或强制对流（强制对流是通过外部力施加使流体流动）。
在对流换热中，热量的传递既与热传导有关，又与流体的流动有关。
通过流体的流动，高温区的流体被带到低温区，形成了热对流。
对流换热的速度和效果取决于流体的速度、流动方式、流体的性质等因素。
对流换热的应用也非常广泛。
例如，在空调中，空气通过强制对流的方式循环流动，通过空调的冷凝器和蒸发器进行热交换，实现了空气的冷却和加热。
此外，对流换热还用于循环水系统、蒸汽发生器、工业冷却塔等工业领域。
热传导和对流换热都有各自的优缺点。
热传导的传热速度较慢，适用于传热距离较近的情况；而对流换热则具有快速传热的特点，适用于传热距离较远的情况。
因此，在实际应用中，我们可以根据不同的需求选择合适的传热方式。
人们都知道热传导有三种形式
人们都知道热传导有三种形式：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.热传导系数自然是越高越好,但同时还需要兼顾到材料的机械性能与价格.热传导系数很高的金、银,由于质地柔软、密度过大、及价格过于昂贵而无法广泛采用;铁则由于热传导率过低,无法满足高热密度场合的性能需要,不适合用于制作计算机空冷散热片.铜的热传导系数同样很高,可碍于硬度不足、密度较大、成本稍高、加工难度大等不利条件,在计算机相关散热片中使用较少,但近两年随着对散热设备性能要求的提高,越来越多的散热器产品部分甚至全部采用了铜质材料.铝作为地壳中含量最高的金属,因热传导系数较高、密度小、价格低而受到青睐;但由于纯铝硬度较小,在各种应用领域中通常会掺加各种配方材料制成铝合金,寄此获得许多纯铝所不具备的特性,而成为了散热片加工材料的理想选择.各种铝合金材料根据不同的需要,通过调整配方材料的成分与比例,可以获得各种不同的特性,适合于不同的成形、加工方式,应用于不同的领域.上表中列出的5种不同铝合金中:AA6061与AA6063具有不错的热传导能力与加工性,适合于挤压成形工艺,在散热片加工中被广为采用.ADC12适合于压铸成形,但热传导系数较低,因此散热片加工中通常采用AA1070铝合金代替,可惜加工机械性能方面不及ADC12.AA1050则具有较好的延展性,适合于冲压工艺,多用于制造细薄的鳍片.如何判断芯片是否需要增加散热措施如何判断芯片是否需要增加散热措施【铝合金散热器】第一步:搜集芯片的散热参数.主要有:P、Rja、Rjc、Tj等第二步:计算T c-max:Tc-max=Tj- Rjc*P第三步:计算要达到目标需要的Rca:Rca=(Tc-max-Ta)/P第四步:计算芯片本身的Rca’:Rca’=Rja-Rjc如果Rca大于Rca’,说明不需要增加额外的散热措施.如果Rca小于Rca’,说明需要增加额外的散热措施.比如增加散热器、增加风扇等等.如前所述,Rja不能用于准确的计算芯片的温度,所以这种方法只能用于简单的判断.而不能用于最终的依据.下面举一个简单的例子:例:某芯片功耗——1.7W;Rja——53℃/W;Tj——125℃;Rjc——25℃/W,芯片工作的最大环境温度是50℃.判断该芯片是否需要加散热器,散热器热阻是多少.Tc-max=Tj- Rjc*P=125℃-25℃/W*1.7W=82.5℃Rca=(Tc-max-Ta)/P=(82.5-50)1.7=19.12℃/WRca’=Rja-Rjc=53-25=28℃/WRca小于Rca’,所以需要增加散热器.散热器的热阻假设为Rs,则有:Rs//Rca’小于RcaRs*28/(Rs+28)小于19.12Rs小于60.29℃/W所以选用的散热器热阻必须小于60.29℃/W.在普通的数字电路设计中,我们很少考虑到集成电路的散热,因为低速芯片的功耗一般很小,在正常的自然散热条件下,芯片的温升不会太大.随着芯片速率的不断提高,单个芯片的功耗也逐渐变大,例如:Intel的奔腾CPU的功耗可达到25W.当自然条件的散热已经不能使芯片的温升控制在要求的指标之下时,就需要使用适当的散热措施来加快芯片表面热的释放,使芯片工作在正常温度范围之内.通常条件下,热量的传递包括三种方式:传导、对流和辐射.传导是指直接接触的物体之间热量由温度高的一方向温度较低的一方的传递,对流是借助流体的流动传递热量,而辐射无需借助任何媒介,是发热体直接向周围空间释放热量.在实际应用中,散热的措施有散热器和风扇两种方式或者二者的同时使用.散热器通过和芯片表面的紧密接触使芯片的热量传导到散热器,散热器通常是一块带有很多叶片的热的良导体,它的充分扩展的表面使热的辐射大大增加,同时流通的空气也能带走更大的热能.风扇的使用也分为两种形式,一种是直接安装在散热器表面,另一种是安装在机箱和机架上,提高整个空间的空气流速.与电路计算中最基本的欧姆定律类似,散热的计算有一个最基本的公式:温差= 热阻×功耗在使用散热器的情况下,散热器与周围空气之间的热释放的"阻力"称为热阻,散热器与空气之间"热流"的大小用芯片的功耗来代表,这样热流由散热器流向空气时由于热阻的存在,在散热器和空气之间就产生了一定的温差,就像电流流过电阻会产生电压降一样.同样,散热器与芯片表面之间也会存在一定的热阻.热阻的单位为℃/W.选择散热器时,除了机械尺寸的考虑之外,最重要的参数就是散热器的热阻.热阻越小,散热器的散热能力越强.散热设计的一些基本原则业裕铝合金散热器散热设计的一些基本原则从有利于散热的角度出发,印制版最好是直立安装,板与板之间的距离一般不应小于2cm,而且器件在印制版上的排列方式应遵循一定的规则:·对于采用自由对流空气冷却的设备,最好是将集成电路(或其它器件)按纵长方式排列,如图3示;对于采用强制空气冷却的设备,最好是将集成电路(或其它器件)按横长方式排列.·同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列,发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的最上流(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流最下游.·在水平方向上,大功率器件尽量靠近印制板边沿布置,以便缩短传热路径;在垂直方向上,大功率器件尽量靠近印制板上方布置,以便减少这些器件工作时对其它器件温度的影响.·对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域(如设备的底部),千万不要将它放在发热器件的正上方,多个器件最好是在水平面上交错布局.·设备内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,合理配置器件或印制电路板.空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动,所以在印制电路板上配置器件时,要避免在某个区域留有较大的空域.整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题.业裕铝合金散热器-功率器件的散热计算及散热器选择功率器件的散热计算及散热器选择目前的电子产品主要采用贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿孔式封装，这主要是可方便地安装在散热器上，便于散热。
热传导与热对流
热传导与热对流热传导和热对流是热量在物体内部或物体与介质之间传递的两种基本方式。
它们在我们日常生活和工业生产中都起着重要的作用。
下面将对热传导和热对流进行详细介绍。
一、热传导热传导是指物体内部由高温区向低温区传递热量的过程。
在实际中，物体内部的微观粒子具有热运动，当温度不一致时，高温区的粒子能量较高，与低温区的粒子碰撞后能量传递，使得低温区的温度升高，高温区的温度降低，从而达到温度均衡的状态。
热传导的传热速率与物体的导热性质有关，导热性质由物质本身的特性决定。
例如，金属具有良好的导热性质，所以热传导速度较快；而木材则较差，所以热传导速度较慢。
导热性质通常由材料的热导率来描述，热导率越大，物质的导热性能越好。
二、热对流热对流是指热量通过流体的流动而传递的过程。
当一个物体与流体接触时，流体颗粒受到热量的影响而变得不稳定，产生了对流现象。
对流分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是指由于温度差异引起的自然流体运动，没有外界的作用力。
例如，当一个物体受热后，热空气上升形成对流流动，这就是自然对流。
自然对流的传热速率通常较慢，取决于流体的性质和温度差等因素。
强制对流则需要外力的作用，通常使用泵或风扇等设备来引导流体流动。
强制对流的传热速率较快，适用于那些需要大量热量传递的场合。
三、热传导与热对流的比较热传导和热对流在传热过程中各有特点，下面将对它们进行比较。
1. 传热方式：热传导是在物体内部进行传热，而热对流是通过流体的流动进行传热。
2. 物质要求：热传导适用于任何形式的物质，包括固体、液体和气体等；而热对流只适用于流体。
3. 传热速率：热传导的传热速率较慢，通常取决于物体的导热性质；而热对流的传热速率较快，通常由流体的动力学性质决定。
4. 传热距离：热传导不受传热距离的限制，可以在物体内部长距离传热；而热对流的传热距离较短，通常在物体表面附近进行传热。
总的来说，热传导适用于固体物体内部的传热，传热速率相对较慢；而热对流适用于流体的传热，传热速率较快。
热传导热对流热辐射的例子
热传导热对流热辐射的例子热传导、热对流和热辐射是三种常见的热传递方式。
在工程和日常生活中，我们经常会遇到这些现象。
下面，我们将以热传导、热对流和热辐射的例子为题，来详细介绍这三种热传递方式。
1. 热传导：热杆传热热传导是指热量从高温区域向低温区域传递的过程。
热传导的速度取决于物体的热导率、温度差和物体的厚度。
一个常见的例子是热杆传热。
当我们将一个热杆的一端放在火炉里，另一端放在室温下，热量就会从高温区域向低温区域传递。
这个过程就是热传导。
2. 热对流：水壶烧水热对流是指热量通过流体的对流传递的过程。
流体的运动会导致热量的传递。
一个常见的例子是水壶烧水。
当我们将水壶放在火炉上烧水时，水壶底部的水受热后会膨胀，变得轻，上浮到水面，而水面上的冷水则下沉到底部。
这个过程就是热对流。
3. 热辐射：太阳辐射热辐射是指热量通过电磁波的辐射传递的过程。
热辐射不需要介质，可以在真空中传递。
一个常见的例子是太阳辐射。
太阳通过辐射将热量传递到地球上，使地球变暖。
这个过程就是热辐射。
4. 热传导：铁锅烧饭热传导也可以通过固体传递。
一个常见的例子是铁锅烧饭。
当我们将铁锅放在火炉上烧饭时，铁锅底部受热后会传递热量到锅内，使锅内的食物受热。
这个过程就是热传导。
5. 热对流：暖气片取暖热对流也可以通过气体传递。
一个常见的例子是暖气片取暖。
当我们打开暖气片时，暖气片内的热水会通过管道流动，使暖气片表面的空气受热后上升，而下面的冷空气则下沉到暖气片下面。
这个过程就是热对流。
6. 热辐射：电炉加热热辐射也可以通过固体传递。
一个常见的例子是电炉加热。
当我们将食物放在电炉上加热时，电炉会通过辐射将热量传递到食物上，使食物受热。
这个过程就是热辐射。
7. 热传导：冰块融化热传导也可以通过固体传递。
一个常见的例子是冰块融化。
当我们将冰块放在室温下时，室温会通过热传导将热量传递到冰块上，使冰块融化。
这个过程就是热传导。
8. 热对流：风扇散热热对流也可以通过气体传递。
热辐射热传导热对流三者的区别和举例子
热辐射热传导热对流三者的区别和举例子
热辐射、热传导和热对流都是热的传递方式，它们的区别主要在
于传递的主体、传递的方式以及传递的条件不同。
热辐射：是指物体通过电磁波辐射热能的过程，热能从高温物体
向周围低温的物体传递。
热辐射不需要介质，可以在真空中传递热能。
例如，太阳向地球释放热能就是热辐射现象。
热传导：是指热能由热量高的物质颗粒向热量低的物质颗粒传递
的过程。
在这个过程中，没有物质的移动，传递热能的方式主要是通
过物质内部分子碰撞产生的热传导。
例如，我们烤面包时，热量从烤
箱传导到面包表面，使面包表面变得焦黄。
热对流：是指当物体受到热源的加热或冷却时，由于密度的变化
引起流体的对流运动，在这个过程中，热量通过流动的流体传递。
例如，水壶加热时，加热器所产生的热量会使水在壶内产生对流运动，
将热量传递给水。
总的来说，热辐射、热传导和热对流是三种常见的热传递方式，
在不同的物理条件下各有其特点和应用。
热传导,热对流,热辐射的联系与区别
热传导,热对流,热辐射的联系与区别热传导，热对流，热辐射的联系与区别热对流指流体温度不均匀时，由于流体的密度差异而形成对流。
在自然界中，对流往往是伴随着热量的传递，热对流所传递的热量称为显热，它与对流体各部分间传递的热量和温度差有关。
热对流的速度很快，约为100～700米／秒。
例如对流沙漠地区风的传播速度为16～30米／秒；夏季里最凉爽的地方水温为18～25 ℃。
3。
热辐射与热传导的区别：热传导与热对流是在物体中同时进行的。
而热辐射却是发生在物体内部，不需要任何媒质作为中介，直接向外界发射能量的一种形式。
物体由于发射和吸收辐射能而发生的一切变化过程都属于热辐射。
发射和吸收能量的多少取决于物体温度的高低。
热传导和热辐射的本质区别是发生过程不同。
热传导过程是从物体内向外传导热量，而热辐射过程是从物体外向内传递能量。
一般情况下热传导和热辐射的换热机理基本相同。
例如，两根金属管道一根用来输送热水，另一根用来输送冷水，当冷水流过热水管道时，一方面会带走一些热量，另一方面又会把热量传给冷水。
这就是热传导。
但是当水温达到沸点时，水便开始剧烈汽化，产生大量的蒸汽，这就是热对流。
实验证明，通常金属管道表面附近水温比中央部位高出20～30 ℃。
这样便使金属管道表面附近冷水降温较多，水的对流主要靠近管道表面的一层液膜，其余部位因表面散热较少，冷水保持温度不变。
由此可见，通常在换热器中热传导、热对流和热辐射是同时存在的。
关于热辐射，目前尚无统一说法。
一般来说，用火焰作为热源比用太阳作为热源具有更大的灵活性。
因为火焰在空气中燃烧，火焰本身辐射热，而且在空气中火焰燃烧不能像太阳那样明亮，这就意味着燃烧所产生的热并没有被完全利用。
但是由于火焰的加热是不连续的，因此也难以做到完全燃烧。
另外，使用不当还会产生大量烟尘，这将使烟尘吸收热量后继续加热周围的空气。
尽管如此，在火焰和加热设备附近依然会有辐射热的产生。
热辐射是火焰燃烧所产生的辐射，因此必须有一个受热的表面。
传热基本方式例子
传热基本方式例子
传热的基本方式主要有三种：传导、对流和辐射。
下面提供了一些关于这三种传热方式的例子：
1.传导：传导传热是物体内部的分子或原子之间的热能传递方式。
例如，当两个物体接触时，热量会从温度较高的物体传递到温度较低的物体。
还有，烤肉时，热量通过铁板从火源传递到食物中，使食物变热并烹饪成熟。
2.对流：对流传热是流体（气体或液体）中的热能传递方式。
例如，当一杯热咖啡放在桌子上时，咖啡的热量会通过对流传递到周围的空气中，使周围空气变暖。
还有，暖气系统通过热水或蒸汽在管道中的流动将热量传递到房间中，使房间变暖。
3.辐射：辐射传热是热能以电磁波的形式传递的方式。
例如，太阳辐射出大量的热能，地球通过吸收太阳的辐射热能而变暖。
还有，电烤箱通过红外线辐射将热能传递到食物上，使食物烤熟。
在实际生活中，这三种传热方式往往同时存在，共同作用。
例如，在做饭时，炉火发出的热量首先通过辐射传递到锅具上，然后锅具通过传导将热量传递给食物，同时炉火的热量还通过对流传递给锅中的液体或气体，共同烹饪食物。
热传导热辐射与热对流
热传导热辐射与热对流热传导、热辐射与热对流热的传递方式主要有热传导、热辐射和热对流。
这三种方式在自然界和工程中都起着重要的作用。
本文将分别介绍热传导、热辐射和热对流的特点、应用以及相关原理。
一、热传导热传导是指通过物质内部的能量传递方式，其传热过程不需要物质的迁移。
热传导的特点是热量从高温区域传递到低温区域。
导热物质的选择也会影响传导效果，导热系数高的物质，传热速度更快。
传导过程中，热量经过物质内部的震动和碰撞来传递。
最常见的热传导例子是热锅带热把手、冬天踩在地板上脚感冷等。
热传导的应用非常广泛，特别是在工程领域的保温和散热方面。
例如，在建筑物的保温材料选择上，要使用导热系数较低的材料，减少热量的传导；在电子器件的散热设计中，也要合理选择材料来促进热量的传导，以防止电子元件过热。
二、热辐射热辐射是指物体由于温度的存在而发出的电磁波的传播过程。
所有物体在温度高于绝对零度时都会发出辐射。
热辐射的特点是无需介质，可以在真空中传播，并且以光速进行。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的辐射功率与物体的温度的四次方成正比。
热辐射在各个领域都有应用，例如太阳光的辐射，通过光能转化为热能，使植物光合作用发生；太阳能、太阳能热发电等利用太阳辐射能源；红外线的利用，如红外线热成像技术，辐射测温等。
此外，在光谱学、天文学等许多领域都需要考虑热辐射的特性。
三、热对流热对流是指通过流体传递热量的方式，即在流体中形成对流环流使得热能传递。
热对流是由于流体的密度差异造成的。
高温区域的流体被热胀，密度减小，向上升起，低温区域的流体被冷缩，密度增加，向下沉降，形成对流循环。
热对流的传热速度也与流体的性质、流速、温差等因素有关。
热对流在天气、大气学、海洋学等领域具有重要应用。
例如，大气环流的形成与热对流有关，热对流对全球气候变化有着重要影响；在地球内部，热对流通过构造运动等方式导致板块运动，是地震和火山爆发等地质现象的主要驱动力。
四、热传导、热辐射和热对流的联系热传导、热辐射和热对流三者之间相互联系，往往在传热过程中共同发生。
热传导与热对流的热量传递规律
热传导与热对流的热量传递规律热量传递是我们日常生活中常见的现象，了解热传导和热对流的热量传递规律对于我们理解热力学和热工学有着重要的意义。
本文将分别从热传导和热对流两个方面来探讨热量传递的规律。
一、热传导的热量传递规律热传导是指热量通过物体内部的传递。
在物体内部，热量会沿着温度梯度的方向从高温区传递到低温区。
热传导的热量传递规律可以用热传导方程来描述，即傅里叶热传导定律。
傅里叶热传导定律表明，在稳态条件下，单位时间通过单位面积的热量传导率与温度梯度成正比。
这一定律可以用以下方程表示：q = -K∇T其中，q表示单位时间通过单位面积的热量传导率，K表示热导率，∇T表示温度梯度。
根据上述方程，可以得出以下结论：1. 当温度梯度增大时，传导热量的速率也增大；2. 当物体的热导率增大时，传导热量的速率也增大；3. 当物体的厚度增大时，传导热量的速率减小。
二、热对流的热量传递规律热对流是指热量通过流动的流体介质进行传递。
热对流的热量传递规律可以用牛顿冷却定律来描述。
牛顿冷却定律表明，在恒定温度差下，热量与冷却速率成正比。
这一定律可以用以下方程表示：q = hAΔT其中，q表示单位时间通过单位面积的热量传导率，h表示对流换热系数，A表示传热面积，ΔT表示温度差。
根据上述方程，可以得出以下结论：1. 当传热面积增大时，传导热量的速率也增大；2. 当温度差增大时，传导热量的速率也增大；3. 对流换热系数取决于流体的性质和传热面的形状。
三、热传导与热对流的比较在传热的过程中，热传导和热对流都起着重要的作用。
它们之间的比较可以从以下几个方面来进行：1. 传热速率：在相同的温差条件下，热对流的传热速率通常比热传导要快。
这是因为热对流通过流体的对流传热机制，具有较强的传热能力。
2. 传热方式：热传导是在物体内部的分子间传递热量，而热对流是通过流体的流动进行传递。
因此，热传导适用于固体之间的传热，而热对流适用于固体与流体之间的传热。
传热学知识点
传热学主要知识点1.热量传递的三种基本方式。
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。
2．导热的特点。
a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流（热对流）(Convection)的概念。
流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。
4对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点：a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==6. 热辐射的特点。
a 任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热辐射；b 可以在真空中传播；c 伴随能量形式的转变；d 具有强烈的方向性；e 辐射能与温度和波长均有关；f 发射辐射取决于温度的4次方。
7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数：表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。
表面传热系数：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。
影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等。
传热系数：是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。
常温下部分物质导热系数：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30-50；水：；空气：；保温材料：<；水垢：1-3；烟垢：。
8.实际热量传递过程：常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。
9.复杂传热过程Upside surface: adiabaticDownside surface: adiabatic xai LL2L A/A/A/第一章导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
热能的传导、对流与辐射
热空气的原理应用1. 热空气的定义热空气是指温度高于周围环境的空气。
它是由于空气分子的热运动引起的。
在热空气中，空气分子的平均动能较大，因此会使其体积膨胀。
2. 热空气的原理热空气的原理基于热胀冷缩的物理性质。
当空气受热时，空气分子的平均动能增大，分子间的距离增大，从而导致空气体积膨胀。
相反，当空气受冷时，空气分子的平均动能减小，分子间的距离减小，空气体积收缩。
3. 热空气的应用热空气的原理被广泛应用于许多领域，以下列举几个常见的应用。
3.1 热气球热气球是最常见的热空气应用之一。
热气球利用加热的空气使其体积膨胀，从而产生升力，使气球能够飞行。
热气球通常采用液化石油气或天然气作为燃料，通过加热空气来使气球获得升力。
热气球飞行的原理是利用气球内热空气比环境空气温度高，形成气压差，从而使气球浮起。
3.2 热风机热风机是利用热空气产生的热量来加热室内空气的设备。
热风机通常由加热器和风扇组成。
加热器利用电能或燃料产生热空气，风扇将热空气吹入室内，从而提供供暖效果。
热风机在冬季供暖、工业加热等领域得到广泛应用。
3.3 热水器热水器是利用热空气传递热量给水从而加热水的设备。
热水器通常由加热器、水箱和管道组成。
加热器产生热空气，通过管道将热空气与水进行热交换，使水温升高。
热水器在家庭生活中用于提供热水供应。
3.4 热风炉热风炉是一种利用燃料产生高温热空气的设备。
热风炉通常由炉膛和烟风系统组成。
燃料在炉膛中燃烧，产生高温烟气，通过烟风系统将烟气与空气进行热交换，产生热空气。
热风炉在工业生产中用于加热炉内空气或供应需要高温热空气的设备。
3.5 包装与封口热空气也可以用于包装和封口。
在一些包装材料上，通过向包装材料施加热量，使其温度升高，从而改变其内部结构，使其能够封口。
热空气在包装行业中被广泛应用。
4. 结论热空气的原理应用广泛，包括热气球、热风机、热水器、热风炉以及包装和封口等。
了解热空气的原理和应用可以帮助我们更好地理解和利用热空气的特性，从而满足我们的生活和工作需求。
热传导三种方式公式
热传导三种方式公式热传导是指物体内部或不同物体之间因温度差异而产生热量传递的现象。
热传导过程可以通过三种方式进行：热对流、热辐射和热传导。
本文将分别介绍三种热传导方式及其公式。
1.热对流热对流是指流体（气体或液体）在物体表面或内部通过对流方式进行热传递。
在流体中，热量传递是通过流体分子间的碰撞实现的。
热对流的公式如下所示：Q=hAΔT其中，Q为热量，h为热传递系数，A为传热面积，ΔT为温度差异。
热传递系数h是由流体的性质、流速、传热面积等因素决定的，通过实验得到的。
例如，一个半径为10cm的球体，其表面与气体接触，气体温度为30℃，球体内部温度为100℃，求其表面每秒钟传递多少热量？解：首先计算出表面积，A=4πr²=4π某10²=1256.64cm²。
然后选择恰当的热传递系数，假设为h=10W/(m²·K)，将其转换为cm单位，得h=0.1W/(cm²·K)。
最后代入公式得到：Q=hAΔT=0.1某1256.64某(100-30)=940.98W。
2.热辐射热辐射是指物体通过辐射方式进行热传递，而不需要介质来传递热量。
所有物体都可以辐射热量，其公式如下所示：Q=σεA(T₁⁴-T₂⁴)其中，Q为热量，σ为斯特腾-玻尔兹曼常数，ε为辐射率，A为表面积，T₁和T₂分别为两侧物体的绝对温度。
斯特腾-玻尔兹曼常数σ是一个物理常数，其数值为5.67某10⁻⁸W/(m²·K⁴)，可以通过实验测定得到物体的辐射率ε。
例如，一个黑色矩形板，长50cm、宽30cm、温度为100℃，悬空悬浮在25℃的房间内，求每秒钟它向房间内传递多少热量？解：首先计算出表面积，A=2(50某30+30某100+50某100)cm²=27,000cm²。
然后计算出物体的辐射率，或参考已知黑色物体的典型值，假设为ε=1、最后代入公式得到：Q=σεA(T₁⁴-T₂⁴)=5.67某10⁻⁸某1某27,000某(373⁴-298⁴)=648.43W。
热传导和对流热的三种传递方式
热传导和对流热的三种传递方式传热是物质内部能量的传递过程，而热传导和对流热是传热的两种不同方式。
本文将分别介绍热传导、对流热传递的原理和特点，以及它们在不同应用领域中的应用。
一、热传导热传导是通过物质内部微观颗粒之间的碰撞和振动，使物质内部能量从高温区域向低温区域传递的过程。
热传导在固体、液体和气体中均存在，但在固体中传导速度最快，而在气体中传导速度最慢。
热传导的原理是基于物质内部颗粒之间的分子力。
在固体中，颗粒之间存在着强烈的分子结合力，因此热传导迅速而高效。
在液体中，颗粒之间的结合力较弱，因此热传导相对较慢。
在气体中，颗粒之间的结合力极其微弱，因此热传导非常缓慢。
热传导具有以下特点：1. 传导速度与物质性质相关：不同物质的热传导速度不同，与物质的导热性能有关。
导热性能好的物质，其热传导速度较快。
2. 传导距离与传导时间成正比：热传导是通过物质内部颗粒之间的相互作用完成的，传导距离与传导时间成正比关系。
3. 传导过程不改变物质的质量：热传导只是能量的传递，并不改变物质的质量。
4. 热传导是无法逆转的：热传导只能从高温区域向低温区域进行，无法逆转。
热传导在工业、电子、建筑等领域有广泛的应用。
例如，导热塑料用于电子散热器，金属导热材料用于制作散热片和散热器，以提高电子产品的散热效果。
二、对流热传递对流热传递是通过物质内部的流体运动，将热量从高温区域传递到低温区域的过程。
对流热传递主要存在于流体（液体和气体）中。
对流热传递的原理是基于流体内部的热量传递和流体的运动。
当物体表面受热后，附近的流体会因热胀冷缩而形成对流现象。
热对流通过流体的运动将热量快速传递到低温区域，从而完成对流热传递。
对流热传递具有以下特点：1. 传输效率高：对流热传递的传热效率高于热传导，能快速有效地将热量传递到低温区域。
2. 传导距离较远：对流热传递可通过流体的运动将热量从高温区域传递到较远的低温区域。
3. 流体的物理性质对传递效果影响较大：流体的热导率、密度和粘度等物理性质会影响对流热传递的效果。
热传导与热对流
热传导与热对流热传导与热对流是研究热量传递方式的重要概念。
在物理学和工程学领域，热传导和热对流是常见的热量传递方式。
本文将就这两种传热方式进行详细阐述和比较。
热传导是指热量通过物质内部的分子运动而传递的过程。
在固体、液体和气体中都会存在热传导。
其基本原理是分子之间的相互作用力导致热量的传递。
固体中的热传导是由于分子间的振动和晶格结构的变化导致的。
液体和气体中的热传导则主要是由于分子之间的碰撞引起的。
在热传导过程中，热量从高温区域传递到低温区域，使得温度分布趋于平衡。
热对流是热量通过流体的流动而传递的过程。
在液体和气体中，热对流是一种重要的热量传递方式。
热对流的过程中，热量经过流体的对流传递，其中流体的运动是通过自然对流或强迫对流实现的。
自然对流指的是没有外部干扰的情况下，由于温度差异而产生的流体的运动。
当流体中存在温度梯度时，低密度的热气体上升，而高密度的冷气体下沉，形成对流循环。
自然对流发生在自然界的许多现象中，如大气环流、河流的水循环等。
强迫对流是在外部作用下，通过给流体施加压力或产生外部涡流来实现的。
工程领域中的很多应用都是基于强迫对流的原理。
例如，散热器中的风扇通过强制对流提高了热量的传递效率。
对比热传导和热对流，可以看出它们之间的差异。
热传导是通过物质内部的分子运动来传递热量，而热对流则是通过流体的运动来传递热量。
热对流通常需要外部的干扰或压力差来实现，而热传导是基于分子间的引力和碰撞。
热传导在固体中最为显著，而热对流则在液体和气体中更加明显。
此外，热对流还受到流体的性质和流动条件的影响，如流速、流体的粘性等。
而热传导则主要受到物质自身的导热性能和温度差异的影响。
在工程实践中，我们需要根据具体情况选择适合的热量传递方式。
对于固体材料，可以通过改变导热性能来调节热传导的效率。
对于液体和气体，可以调整流体的流速和温度差异来实现热对流传热。
总之，热传导和热对流是热量传递中常见且重要的方式。
它们分别适用于不同的物质状态和流体条件。
热传导与热对流的差异
热传导与热对流的差异在日常生活中，我们经常会听到“热传导”和“热对流”这两个词汇。
这两者在物理学中虽然属于热的传播，但是却存在着很大的差异。
本文将分别介绍热传导和热对流的概念、机制、特点以及应用。
热传导热传导是一种通过固体物质中分子间的碰撞传递热能的方式。
这种传递方式主要在静止的物质中发生。
其机制是通过分子的热运动，将热能从高温区域传递到低温区域，使得温度趋向均匀。
热传导速度与物质的热导率、温度差和物质的厚度成反比。
在固体中，热传导速度很慢，需要一定的时间才能够达到平衡状态。
热传导的特点是可以发生在静止的物质中，不需要流体介质。
其应用非常广泛，例如热传导可用于散热器、隔热材料、陶瓷、金属等方面，在现代工业生产中具有重要意义。
而在自然界中，热传导是导致冰川融化、土壤温度分布等自然现象的主要原因。
热对流热对流是一种通过流体的运动来传递热量的方式。
这种传递方式主要在液体和气体中发生。
其机制是在热量的作用下，使热量较大的流体分子向热量较小的区域移动，在流体的运动过程中，热量也就被传递了。
热对流速度与温度差、流体的粘度、密度、粘滞系数和流动速度等因素有关。
热对流的特点是需要存在流体介质，其传递速度快，相比于热传导，热对流更能迅速达到平衡状态。
热对流在大气、海洋等自然环境中发挥着重要作用，是导致大气环境温度均衡的主要机理。
在环境与能源的领域中，热对流被广泛应用于风能利用、海洋工程、制冷空调等方面。
相比于热传导，热对流所产生的效果更加直接，速率也更快，在自然界和工业生产中应用也更为广泛。
同时，热传导和热对流的差异使得在进行热传递控制的过程中，需要对其机理进行充分掌握，从而更精确地更高效地进行控制。
热传导和热对流
热传导和热对流热传导和热对流是热量传递的两种常见方式。
它们在物理学和工程领域中具有重要的应用，对于我们理解热现象和设计高效的热管理系统至关重要。
本文将深入探讨热传导和热对流的原理、特点以及应用。
一、热传导热传导是指物质内部或跨界面传递热量的过程。
在热传导中，热量是由高温区域传递到低温区域，直到达到热平衡。
热传导的速率取决于物质的导热性能，即热导率。
导热性能是描述物质传导热量能力的物理量，通常用热导率（λ）表示。
热导率越大，物质传导热量的能力越强。
不同物质的热导率差异很大，例如金属具有较高的热导率，而绝缘材料的热导率较低。
在固体中，热传导主要通过晶格振动和自由电子传递热量。
晶格振动是指以波的形式在晶体中传播的振动，而自由电子传递主要发生在金属中，其中自由电子在晶体中自由运动并将热量传递给其他电子。
热传导可以通过热导率与传热路径长度和温度梯度之间的关系来定量描述。
根据傅立叶热传导定律，单位时间内通过单位面积的热量传导量（q）正比于温度梯度（∇T）和垂直于传热方向的面积（A）。
这可以表示为以下方程：q = -λA∇T其中，λ为热导率，A为传热面积，∇T为温度梯度。
热传导在许多领域中都有重要应用，例如热交换器、绝缘材料设计和热散射器等。
了解热传导的原理和特性对于正确设计和优化这些应用非常关键。
二、热对流热对流是通过流体（气体或液体）的运动传递热量的过程。
热对流通常发生在气体和液体中，而不同于热传导，它涉及流体的流动。
热对流可以分为自然对流和强迫对流。
自然对流是指由于密度差异引起的流体运动，不需要外部力的作用。
强制对流是通过外部力（如风力或泵浦驱动）引起的流动。
热对流的速率取决于流体的传热系数（h），传热面积（A）和温度差（ΔT）。
根据牛顿冷却定律，单位时间内通过单位面积的热量传递量（q）正比于传热系数、传热面积和温度差，可以表示为以下方程：q = hAΔT其中，h为传热系数，A为传热面积，ΔT为温度差。
热传导与对流
热传导与对流热传导和对流是热能在物质中传递的两种基本方式，它们在自然界中起着重要的作用。
本文将探讨热传导和对流的概念、机制以及应用领域。
一、热传导热传导是指在物体内部或不同物体之间由于温度差而引起的热量传递。
热传导主要通过分子之间的碰撞来进行。
分子在高温端具有较大的热运动速度，与其他分子碰撞后，将部分热能传递给它们，使整个物体的温度逐渐达到平衡。
热传导的速率与温度差、物体的导热性以及物体尺寸有关。
热传导广泛应用于热工业、建筑工程以及物理科学等领域。
例如，热导率是材料设计和选择的重要指标，用于确保热量的有效传递和控制。
此外，在能源储存和传输方面的应用，如太阳能集热器和导热管等，也离不开热传导的原理。
二、对流对流是指在液体或气体中由于温度差而引起的物质的运动和热量的传递。
对流主要包括自然对流和强迫对流两种形式。
自然对流指的是由于物体表面的温度差引起的流动，无需外界的驱动力。
例如，加热的气体或液体会形成循环流动，使得热能得以传递。
自然对流广泛应用于天气系统、地球内部热传输以及物体散热等领域。
强迫对流是通过外界的驱动力，如风或泵的作用，使得流体产生流动和热传递。
例如，在冷却系统中，通过冷却剂的循环流动，将热量带走。
强迫对流在工程领域中有着重要的应用，例如冷却系统、空调和风扇等。
热传导与对流不仅在热学领域具有重要意义，对于理解大气运动、地球内部热传输以及人工工程设计等都具有深远影响。
在实际应用中，基于热传导和对流的研究成果，可以为工程设计和优化提供有力的支持，促进能源效率和可持续发展的实现。
总结起来，热传导和对流是热能在物质中传递的两种基本方式。
热传导通过分子碰撞实现热量传递，适用于材料设计和能源传输等领域。
对流则是液体或气体中的流动引起的热量传递，包括自然对流和强迫对流两种形式，适用于大气运动和工程设计等应用。
这两种传热方式的研究和应用将为科学和工程领域的发展做出重要贡献。
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Nu=0.023Re0.8Prb α=0.023（λ/d ）Re0.8Prb
式
α=0.023（λ/d ）Re0.8Prb
特性尺寸：管内径d， 定性温度：流体进、出口温度的算术平均值。 *1当流体一定、定性温度一定时 u0.8 α= B —— d0.2 *2 u↑→α↑→Q↑ d↓→α↑→Q↑ *3 如果以上所列条件得不到满足，对按上式计算
液体和蒸汽的性质
加热表面的粗糙情况的表面物理性质
操作压强和温差
4、沸腾传热过程的强化
从加热表面和沸腾液体两方面入手
4—4 稳态传热计算
一、稳态传热过程及载热体 1、稳态传热过程
热流体
2、载热体
壁面
另一侧壁面
冷流体
加热剂
冷却剂
二、稳态传热速率方程
1、平壁面
根据Q = Q1 = Q2 = Q3
热流体
t2
δ x
分离变量积分： ∫d t=-（Q/λA）∫d x 积分上下项为 x=0，t=t1 ； x=δ，t=t2 则 t 1 – t2 Δt Q = ———— = —— δ/λA R 式中：Δt—导热推动力；R=δ/（λA）—导热热阻。
② 平壁内的温度分布（t—x关系）
当λ按常量计算时 ，有 tt
有
T-Tw
1/α1A
Tw –tW
所得的结果适当加以修正。
（1）对于高粘度液体
α=0.027（λ/d ）Re0.8Pr
0.33
（μ/μw）0.14
式中 μ——液体在定性温度下的粘度； μw——液体在壁温下的粘度。 适用范围是： Re>10000； L/d>30—40；
Pr=0.5—100的各种液体（不适用于液体金属）。
特性尺寸：管内径d； 定性温度：除μw以外，其余都取液体进出口温度的平 均值。 （μ/μw）0.14可以按下式取值：
式中 λ -- t 温度下固体的导热系数, W/m℃; λ 0-- 0℃下固体的导热系数, W/m℃; α --温度系数, 1/ ℃; t --固体的温度, ℃. （ B ） t↑ λ金属↓，λ非金属↑；
纯度↓
λ金属及λ非金属↓
（C）绝热材料的λ通常 < 0.2 W/m℃
（D）热传导过程物质的导热系数通常按平均值计算
② 多层平壁内的温度分布（t—x关系） 当λ1、λ2、λ3按常量计算时，每一层中t—x呈线性关 系，且热阻大的壁层，分配于该层的温度差亦大。
3、通过单层圆筒壁的定态热传导 ①与平壁的区别：圆筒壁的传热面积不是常量， 随半径而变，同时温度也随半径方向变化。 ②导热速率 设：r1 圆筒内径， r2圆筒外径， 壁厚δ=r1-r2 ， L 圆筒长度 t1内壁温度， t2外壁温度， 且t1>t2， Q 传热速率方向垂直于流体流动方向。 此时，付立叶定律可写成 Q =-λAd t/d r=-λ2πr L d t/d r
(3)气体的导热系数
λ气 = 0.006——0.4 W/m℃
λ空气 = 0.02 W/m℃（常温常压下） (2)液体的导热系数
λ非金属液体 = 0.09——0.9 W/m℃
λ水 = 0.6 W/m℃（常温常压下）
二、定态热传导
特点：Q为定值。
1、通过单层平壁的定态热传导
t1
Q
① Q的计算
根据Q=-λAd t/d x ， 当λ按常量计时， 0
Nu=AReaPrbGrc
各准数的意义: Re 雷诺数 Re =d uρ/μ 表示流体的运动状态对对流传热的影响。 Nu 努塞尔数 Nu = αL/ λ 表示对流使传热系数增大的倍数（相对于纯导）。 Pr 普朗特数 Pr = cpμ/λ 表示流体物性对对流传热的影响。 Gr 格拉斯霍夫数 表示自然对流对对流传热的影响。 以上准数关系式中的A、a、b、c需通过实验确定。 使用实验方程式Nu=AReaPrbGrc （经验关联式） 时应注意： 1、适用范围 2、定性温度 3、特性尺寸
（三）管外强制对流的对流传热系数 （P128—129） Nu=CεRen Pr 0.4
C、ε、n值与管子数及管子排列方式有关。
(四)大容积自然对流的对流传热系数
四、冷凝传热与沸腾传热
(一)冷凝传热 1、冷凝传热过程 膜状冷凝与滴状冷凝 冷凝过程热阻 2、冷凝传热系数 ①垂直圆管外的冷凝传热系数 层流时的平均冷凝传热系数 高度 ρ2g rλ3 α=1.13（——————）1/4 μLΔt 特性尺寸：管长L α 定性温度：膜温（tS与tW的算术平均值），r 取tS下的数值。
t—x关系为线性关系
2、通过多层平壁的定态热传导
① Q的计算（三层平壁） 根据Q=Q1= Q2 = Q3 有： t1 –t2 t2 –t3 t3 –t4 ———— = ———— = ———— δ1/λ1A δ2/λ2A δ3/λ3A
δ1 δ2 δ3
Q
t1 t2 t3 t4
根据加比定律有： t1 –t4 Q = ————————————— δ1/λ1A +δ2/λ2A +δ3/λ3A 同理可得，通过n层平壁的方程式为 t1 –t n Q = ————— Σδi/λi A
例有一单层平壁，δ=0.24m，λ=0.52w/m℃，
A=1 m 2，t1=15℃，t2=0℃ 。 ①求q=? ②将原单层分成两层δ1=δ3=0.12 mm， δ2=9mm，λ1=λ3=0.52w/m℃， λ空气=0.024 w/m℃，且内外壁温度不变， 求q'=?
① q=32.5 w/m2 ②q'=17.9 w/m2
4—3 对流传热
一、基本概念及牛顿冷却定律
（一）对流传热过程分析 （二）对流传热过程的分类 流体无相变化的对流传热过程， 强制对流传热 自然对流传热 发生相变化的对流传热过程 蒸汽冷凝传热 液体沸腾传热
冷流体
TW
T
Q
此外，根据流动情况又可分为层流与湍流。
（三）牛顿冷却定律和对流传热系数
工程上将对流传热的热流密度写成如下形式：
三、无相变的对流传热系数的经验关联式 （一）圆形直管内强制湍流的对流传热系数 Nu= A Rea Prb
通过大量实验发现，在下列条件下： ① Re>10000； ② 0.7<Pr<160(一般流体都可满足，不适用于液体金属)； ③ 流体是低粘度的（不大于水的粘度的两倍）； ④ 管子长径比L/d>30—40。 上式中的A=0.023, a=0.8，当流体被加热时b=0.4， 当流体被冷却时b=0.3， 即 或
流体被加热时 q=α(tW -t)
流体被冷却时 q=α(T- TW)
或 Q=αA(tW -t)
Q=αA(T- TW)
式中
α—— 对流传热系数，w/（m2℃）；
tW 、TW—— 壁面温度，℃；
t 、T——流体的平均温度，℃；
A——传热面的面积， m2 。
以上两式称为牛顿冷却定律。
注意：
二、影响对流传热系数的因素及准数关系式
传热过程为： 对流 热流体 壁面 传导 另一侧壁面
对流
冷流体
工业生产中常用的两类间壁式换热器 板式换热器
管式换热器
4.传热速率（heat transfer rate）
传热速率（热流量）Q，单位：J/s （W）
热流密度（热通量）q，单位：J/sm2
q = dQ /dA
三、传热的条件和方向 1.传热的必要条件（温度差的存在）
流体无相变化时，影响因素有： ①流体的物理性质 ρ、μ、cp、λ和体积膨胀系数β等； ②强制对流的流速，u； ③自然对流的特征速度
可用单位体积流体由于密度不同所产生的浮力gβΔt表征；
④固体表面的特征尺寸，用L表示。
则用函数形式表示为：
α=f（u、L、ρ、μ、λ、cp、βgΔt）
准数方程式（ 由无量纲量组成的准数关系式，由量纲分析得）
物理意义：
影响因素：物质的组成、结构、密度、温度、 压力 物质的导热系数可由实验测定，
通常，λ
金属
>λ
非金属
>λ
液
>λ
气
(1)固体的导热系数
λ λ
金属
= 420——3 W/m℃ (或 W/mK ) = 1——0.02 W/m℃（常温常压下）
非金属
(A)对于大多数均质的固体
λ = λ 0(1+αt)
湍流时冷凝传热系数 ρ2g rλ3 4LαΔt α=0.0077（—————）1/4 （————）0.4 μLΔt rμ ②水平圆管外的冷凝传热系数 ρ2g rλ3 α=0.725（—————）1/4 μdΔt
特性尺寸： 定性温度： **水平圆管与垂直圆管的传热系数之比为 α水平 L ——— = 0.64（——）1/4 α垂直 d
⑶当Re=2000—10000时
⑷对于弯管
用前式计算的结果应乘以校正系数εR，且
εR =1+1.77（d/R）
εR > 1
⑸非圆形直管对流传热系数
非圆形直管对流传热系数的计算有两个途径。 一是沿用圆形直管的计算公式，而将式中的定性尺
寸用当量直径de代替。 当量直径可按下式计算
de = 4 A /π
2.传热的方向
高温
自动进行
低温
本章主要内容：
1、通过固体壁面的热传导
2、对流给热 3、间壁式传热计算* 4、热交换器
4—2 热传导（conduction）
一、 基本概念和付立叶定律 1、温度场(temperature field) 系统中各点温度分布总和，可用以下函数式表示： t = f (x、y、z、τ) 稳态温度场 t = f (x、y、z) 一维温度场 t = f (x、τ) 一维稳态温度场 t = f (x) t t+Δt 2、温度梯度(temperature gradient) gradt=lim（Δt/Δn） grad t Δn 0 Q Δn 一维稳态热传导 grad t=d t/d x