1热量传递基本方式
传热学知识整理1
绪 论一、概念1．传热学：研究热量传递规律的科学。
2．热量传递的基本方式：热传导、热对流、热辐射。
3．热传导(导热)：物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
（纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
）4．热流密度：通过单位面积的热流量(W ／m 2)。
5．热对流：由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。
热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。
6．自然对流：由于流体密度差引起的相对运功c7．强制对流：出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。
8．对流换热：流体流过固体壁面时，由于对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
9．辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。
10．热辐射：由于热的原因，物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
11．辐射换热：不直接接触的物体之间，出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
12．传热过程；热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。
13．传热系数：表征传热过程强烈程度的标尺，数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度)/(2k m W ⋅。
14．单位面积上的传热热阻：k R k 1=单位面积上的导热热阻：λδλ=R 。
单位面积上的对流换热热阻：h R 1=λ 对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。
15．导热系数λ是表征材料导热性能优劣的系数，是一种物性参数，不同材料的导热系数的数值不同，即使是同一种材料，其值还与温度等参数有关。
对于各向异性的材料，还与方向有关。
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：0.599；空气：0.0259；保温材料：<0.14；水垢：1-3；烟垢：0.1-0.3。
16．表面换热系数h不是物性参数，它与流体物性参数、流动状态、换热表面的形状、大小和布置等因素都有关。
17．稳态传热过程（定常过程）：物体中各点温度不随时间而变。
热量传递的三种基本方式
热量传递的三种基本方式热量传递是在物质中传递热能的过程。
在自然界中，热量会通过不同的方式在物体之间传递，从而调节温度和能量分布。
本文将介绍热量传递的三种基本方式：传导、对流和辐射。
1. 传导传导是热量通过直接接触的方式从一个物体传递到另一个物体的过程。
在传导中，热量从高温区域传递到低温区域，直到两个物体的温度达到平衡。
这种传递是通过物质内部分子间的碰撞和能量传递实现的。
导热性能是一个物质传导热量的重要性能指标。
导热性能取决于物质的热传导系数、形状和温度梯度等因素。
例如，金属具有良好的导热性能，因此常被用于传导热量的材料。
相比之下，绝缘材料的导热性能较差，能够阻碍热量的传递。
2. 对流对流是热量通过流体介质传递的方式。
在对流中，热量通过流体流动的方式从一个区域传递到另一个区域。
流体可以是气体或液体，其流动可以通过自然对流或强迫对流两种方式进行。
自然对流是指由于温度差异引起的流体流动。
当一个区域的温度升高，流体会膨胀变得轻，然后上升；而在另一个区域，流体则会冷却并变得密，然后下沉。
这样的循环运动将热量从热源传递到周围环境。
强迫对流是通过外部的力或设备施加到流体上，使其流动来传递热量。
例如，在散热器中，通过电风扇引导空气流动，加速热量的传递。
这种对流的传热速度通常比自然对流更快。
3. 辐射辐射是通过电磁波的传播而传递热量的方式。
辐射无需介质，可以在真空中传播。
在辐射中，热量以电磁波的形式从高温物体传递到低温物体，不需要任何介质来传递能量。
光和红外线是最常见的热辐射形式。
热辐射的传热能力受到物体的表面特性和温度的影响。
黑体是一种理想化的物体，它对所有入射辐射都能完全吸收，并能以相同的速率发射出辐射。
斯蒂芬-波尔兹曼定律描述了黑体辐射能量与其温度的关系，即辐射功率与温度的四次方成正比。
根据这个定律，温度越高的物体辐射的能量越多。
总结热量传递的三种基本方式分别是传导、对流和辐射。
传导通过物质内部的分子碰撞传递热量，对流通过流体介质的流动传递热量，而辐射则是通过电磁波的传播来传递热量。
第九章 热量传递基本方式概述(1)
传热学知识点总结(填空)
1．热量传递的三种基本方式为热传导、热对流、热辐射。
2．热流量是指单位时间内所传递的热量，单位是W。
热流密度是指单位传热面上的热流量，单位W/m2。
3．总传热过程是指热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，它的强烈程度用总传热系数来衡量。
4．总传热系数是指传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，单位是W ／(m2·K)。
（传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)）5．导热系数的单位是W／(m·K)；对流传热系数的单位是W／(m2·K)；传热系数的单位是W／(m2·K)6．复合传热是指对流传热与辐射传热之和，复合传热系数等于对流传热系数与辐射传热系数之和，单位是W／(m2·K)。
7．单位面积热阻r t的单位是m2·K/W；总面积热阻R t的单位是K/W。
8．单位面积导热热阻的表达式为δ/λ9．单位面积对流传热热阻的表达式为1/h。
10．总传热系数K与单位面积传热热阻r t的关系为r t=1/K。
11．总传热系数K与总面积A的传热热阻R t的关系为R t=1/KA。
12．稳态传热过程是指物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。
13．非稳态传热过程是指物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。
14．某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/(m2.K)，对流传热系数为70W/(m2.K),其复合传热系数为100 W/(m2.K)15．由炉膛火焰向水冷壁传热的主要方式是热辐射。
16．由烟气向空气预热器传热的主要方式是热对流。
17．已知一传热过程的热阻为0.035K/W，温压为70℃，则其热流量为2kW。
18．一大平壁传热过程的传热系数为100W/(m2.K)，热流体侧的传热系数为200W/(m2.K)，冷流体侧的传热系数为250W／(m2.K)，平壁的厚度为5mm，则该平壁的导热系数为5 W/(m.K)，导热热阻为0.001(m2.K)/W。
传热学1-热工
晶格结构振动的传递在文献中常称为弹性 波。
至于液体中的导热机理，还存在着不同的 观点。有一种观点认为定性上类似于气体， 只是情况更复杂，因为液体分子间的距离比 较近．分子间的作用力对碰撞过程的影响远 比气体为大。另一种观点则认为液体的导热 机理类似于非导电固体，主要靠弹性波的作 用。导热微观机理的进一步论述已超出本书 的范围，有兴趣的同学可参阅热物性学专著 文献。本书以后的论述仅限于导热现象的宏 观规律。
(2)计算每米长度管道的总散热量。 解 (1)此管道的散热有辐射换热和自 然对流换热两种方式。
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(2) 把管道每米长度上的散热量记为q1。当仅 考虑自然对流时．据式（1-6）单位长度上的自 然对流换热量为:
管道外表面与室内物体及墙壁之间的辐射换热可 以按式(1-9)计算，并近似地取这些物体的表面温度 等于室内空气温度。于是每米长度管子上的辐射换 热量为:
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傅立叶定律
考察如图1-1所示的两 个表面均维持均匀温度的 平板的导热。这是个一维 导热问题。 对于x方向上任意一个厚度为dx的微元层 来说，根据傅里叶定律，单位时间内通过 该层的导热热量与当地的温度变化率及平 板面积A成正比，即
9
＝－Adt (1-1)
dx
式中 λ是比例系数，称为热导率，又称 导热系数，负号表示热量传递的方向同温 度升高的方向相反。
1-1 热量传递的三种基本方式
热量传递有三种基本方式：
导热、对流和热辐射。
1．导热
物体各部分之间不发生相对位移时，依靠 分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动 而产生的热量传递称为导热(或称热传导)。
例如，固体内部热量从温度较高的部分传 递到温度较低的部分，以及温度较高的固体 把热量传递给与之接触的温度较低的另一固 体都是导热现象。
热传递的三种方式
tw1
R
tw2
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5
导热系数
导热系数物质导热能力的大小。单位：W/m.K。 绝大多数材料的导热系数值都可以通过实验测得。
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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 。
理论上热辐射的波长范围从零到无穷大，但在日 常生活和工业上常见的温度范围内，热辐射的波长 主要在0.1m至100m之间,包括部分紫外线、可见 光和部分红外线三个波段 。
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热辐射的主要特点：
（1）所有温度大于0 K的物体都具有发射热辐 射的能力，温度愈高，发射热辐射的能力愈强。
特点：热对流只发生在流体之中，并伴随有微 观粒子热运动而产生的导热。
对流：换流热体与相互接触的固体表面之间的热量
传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同 作用的结果。
牛顿冷却公式:
= Ah(tw – tf)
q = h(tw – tf)
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h 称为对流换热的表面传热系数（习惯称为 对流换热系数），单位为W/(m2K)。
发射热辐射时：内热能 辐射能
（2）所有实际物体都具有吸收热辐射的能力， 吸收热辐射时：辐射能 内热能 ；
（3）热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传 播；
（4）物体间以热辐射的方式进行的热量传递是
双向的。
高温 物体
低温 热 辐 射 是 热 量 传 递 物体 的基本方式之一 。
热量传递的方式
热量传递的方式热量传递属于物理学科中的热力学范畴，热量传递，简称传热，是一种复杂的现象，物体内部或物体之间，只要有温差的存在，就有热量自发地由高温处向低温处传递。
热量传递的三种基本方式分别是：即热传导、热对流、热辐射。
1.热传导物体或系统内的温度差，是热传导的必要条件。
热导热是指依靠物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞而产生热量传递的方式。
在气态、液态和固态物质中都可以发生，但热量传递的机理不同。
固体以两种方式传递热量：晶格振动和自由电子的迁移。
液体的结构介于气体和固体之间，分子可作幅度不大的位移，热量的传递既依靠分子的振动，又依靠分子间的相互碰撞。
2.热对流热对流指由于流体的宏观运动，冷热流体相互掺混而发生热量传递的方式。
这种热量传递方式仅发生在液体和气体中。
由于流体中的分子同时进行着不规则的热运动，因此对流必然伴随着导热。
根据流体与壁面传热过程中流体物态是否发生变化，可将对流传热分为无相变的对流传热和有相变的对流传热。
无相变的对流传热指流体在传热过程中不发生相的变化；而有相变的对流传热指流体在传热过程中发生相的变化，如气体在传热过程中冷凝成液体，或液体在传热过程中沸腾而转变为气体。
3.热辐射物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。
辐射有多种类型，其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
自然界中各个物体都不停地向空间发出热辐射，同时又不断地吸收其他物体发出的热辐射。
拓展知识：与导热和对流换热相比，热辐射具有如下特点：A.辐射能可以通过真空自由地传播而无需任何中间介质；B.一切物体温度高于0K的物体均能够持续地发射出辐射能，同时也能持续地吸收来自其他物体的辐射能；C.热辐射不仅具有能量的传递，而且具有能量形式的转换。
发射时从热能转换为辐射能，而被吸收时又从辐射能转换为热能。
热工基础-题库
1—1热量传递有三种基本方式，它们是( )。
A.吸热、防热、蓄热B。
导热、吸热、放热C.导热、对流、辐射D。
吸热、蓄热、导热提示:热量传递的三种基本方式是导热、对流、辐射。
答案:C1-2热量传递有三种基本方式，他们是导热、对流和辐射。
关于热量传递下面哪个说法是不正确的？( ）A。
存在着温度差的地方,就发生热量传递B。
两个相互不直接接触的物体间，不可能发生热量传递C.对流传热发生在流体之中D。
密实的固体中的热量传递只有导热一种方式提示:两个相互不直接接触的物体间，可以辐射的方式发生热量传递。
答案：B1—3关于保温材料的导热系数的叙述,下述哪一项是正确的?( )A.保温材料的导热系数随材料厚度的增大而减小B。
保温材料的导热系数不随材料使用地域的改变而改变C.保温材料的导热系数随湿度的增大而增大D。
保温材料的导热系数随干密度的减小而减小提示：保温材料的导热系数随湿度的增加而增大，随温度的升高而增大,有些保温材料的导热系数随干密度减小,导热系数先减小,然后会增大。
答案：C1-4“导热系数”是指在稳态条件下,在以下哪种情况时,通过lm2截面积在lh内由导热方式传递的热量?（)A。
材料层厚度为1m，两侧空气温度差为1℃B.围护结构内外表面温度差为1℃C.围护结构两侧空气温度差为1℃D.材料层厚度为lm,两侧表面温度差为1℃提示:“导热系数"是指在稳态条件下，材料层厚度为1m,材料层两侧表面温度差为注:“建筑物理”模拟题均为一级注册建筑师使用。
1℃时,在1h内通过lm2截面积由导热方式传递的热量.答案:D1—5下列物理量的单位，（)是错误的.A。
导热系数［W/（m·K)］ B.比热容［KJ/(Kg·K)]C.传热阻[（m·K）/W］D。
传热系数[W/(m2·K）]提示：传热阻的单位应是m2·K/W。
答案：C1—6下列材料导热系数由大到小排列正确的是(）。
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