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。
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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。