传热学在日常生活中的应用共34页文档
热传递初中物理中热传递的三种方式与应用
热传递初中物理中热传递的三种方式与应用热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
在我们的日常生活中，热传递是非常常见的现象。
研究热传递的方式和应用，可以帮助我们更好地理解热的特性，并在实际生活中加以应用。
一、导热是热传递的一种方式，常见的应用有：1. 热水器：热水器的工作原理就是利用导热的特性，将燃气或电能转化为热能，并通过导热方式传递给水，将水加热至合适的温度。
2. 电热毯：电热毯通过导热的方式将电能转化为热能，并将热能传递给毯子，实现保暖的效果。
3. 厨房烹饪：在烹饪过程中，我们常常使用导热性能良好的锅具来传递热能，加热食材，使其熟热均匀。
二、对流是热传递的另一种方式，常见的应用有：1. 空调：空调利用对流的原理，通过送风机将热空气排出，吸入冷却的空气，从而调节室内的温度和湿度。
2. 水循环系统：中央供暖系统中的水循环系统利用对流的方式，将热水依次传递到各个房间，实现整体供暖效果。
3. 汽车散热器：汽车散热系统通过对流的方式，将发动机产生的热量传递到散热器表面，通过对流使热量散发到空气中，降低发动机温度。
三、辐射是热传递的第三种方式，常见的应用有：1. 太阳能发电：太阳能发电利用太阳辐射的能量将其转化为电能。
通过太阳能电池板吸收太阳的辐射，将其转化为电能，实现绿色能源的利用。
2. 红外线烤炉：红外线烤炉利用红外线辐射传递热量，使食物迅速加热，节省烹饪时间。
3. 远红外线保健仪器：远红外线能够穿透皮肤深层，促进血液循环和新陈代谢，被广泛应用于康复医疗和健康保健领域。
综上所述，热传递在生活中有着广泛的应用。
了解热传递的三种方式及其应用，有助于我们更加深入地理解热的本质，为实际应用提供理论基础。
在未来的科学学习和实践中，我们可以进一步研究热传递的机制和应用，以发挥其在能源、环境保护、医疗健康等方面的重要作用。
生活中的传热学11
生活中的传热学经常被称为热科学的工程领域包括热力学和传热学.传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析，因后裔只讨论在平衡状态下的系统．这些附加的定律足以3种基本的传热方式为基础的，即导热、对流和辐射。
传热学是研究不同温度的物体，或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。
传热不仅是常见的自然现象，而且广泛存在于工程技术领域。
传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。
热传导是指在不涉及物质转移的情况下，热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位，或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程，简称导热。
热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。
工程上广泛遇到的对流换热，是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程，它是热传导和热对流综合作用的结果。
决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。
热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。
它是波长在0.1～100微米之间的电磁辐射，因此与其他传热方式不同，热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。
太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。
每一物体都具有与其绝对温度的四次方成比例的热辐射能力，也能吸收周围环境对它的辐射热。
辐射和吸收所综合导致的热量转移称为辐射换热。
我们的生活中就有很多传热学的例子，而且就是我们每天都会碰见的事，这时在我们了解了传热学我们就可以用传热学的知识来解释这种现象或事情。
我们许多人都喜欢在冬天有暖暖阳光时晒被子，我们都会深有体会，冬天经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来会觉得很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。
这就可以用传热学的知识来解释，棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。
而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小，具有良好的保温性能。
而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。
我们还会觉得奇怪的一件事那就是冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时）。
传热学和热力学的应用实例
效果
Made in China
Sir 哪里又干起来了，我去！！！
传热学和热力学的应用实例 ------武装直升机红外抑制器技术
42080604 王海东
武装直升机存在的问题：
众所周知武装直升机的活动空间不可能超 过大气层，战斗系统的动力系统是被红外 探测的主要热源，而排气系统温度最高， 红外辐射信号最强，因而极易被红外探测 仪发现。 试想如果美国飞行员驾驶没有红外隐蔽的 武装直升机结果？？？
Made in USA
我的处女飞这么快就完蛋了，OH MY GOD!
当务之急：
• 减小武装直升机的排气系统红外辐射强度， 提高其生存能力成为了武装直升机的一个 课题。而红外抑制器的出现使得红外探测 仪与红外隐身成为了矛与盾的关系，解决 了武器系统易被红外武器跟踪拦截的困惑。 排气系统红外抑制器就是为了使战斗系统 适应现代高科技发展起来的新型装置。
优点:
• 这种红外抑制器不借助其他固体机械的压 缩动作完成两种流体的混。
• 结构简单，易于加工，成本低廉，工作可 靠性好。
提高红外隐身的措施：
• 喷嘴的设计
掺混能力逐渐增加
• 采用多级混合室
由于气体混合时向混合室传热，导致混合室温度 升高，采用多级混合室可以降低平均温度 通过这些措施可以抑制红外辐射百分之九十左右， 很大程度上改善了武装直升机的隐蔽性和安全性。
装置工作原理：
• 这种装置主要是通过降低动力系统排出的 废气温度，以达到红外隐身的目的。
• 目前较多用的是引射器型的红外抑制装置 它主要由工作喷嘴、接收室、混合室及扩 散室等流体叫做工作流体，是动力装置排出 的废气，它通过喷嘴提速，降压后进入接收室形成射流。由于射流的紊动 扩散作用，卷吸周围的流体发生动量能量的交换。被吸入接收室的引射流 体大多是环境大气，工作流体与引射流体进入混合室，在流动过程中速度 场和温度场渐渐均衡；这期间伴随着压力的升高。混合后的流体在经过扩 散室的压力恢复后排出，工作流体温度大幅降低，从而达到降低红外强度 的效果
传热学精选全文
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 (3)对流换热的分类
无相变：强迫对流和自然对流 有相变：沸腾换热和凝结换热
热量；d 在引力场下单纯的导热只发生在密实固体
中。
(4)导热的基本定律：
1822年，法国数学家Fourier: t
dx
Φ A dt W
dx
q Φ dt
A
dx
W m 2
上式称为Fourier定律，号称导
dt
Q
热基本定律，是一个一维稳态
0
x
导热。其中：
一维稳态平板内导热
：热流量，单位时间传递的热量[W]；q：热流密度，单
q dx tw2
0
tw1
dt
q tw1 tw2
q
tw1 tw2
t r
Φ
tw1 tw2
t R
A
R
A
r
导热热阻 单位导热热阻
t
dx
tw1
dt
Q
tw2
0
tw1
Q
A
x
tw2
导热热阻的图示
2 对流（热对流）(Convection)
(1)定义：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。
a 当你靠近火的时候，会感到面向火的一面比背面热； b 冬天的夜晚，呆在有窗帘的屋子内会感到比没有窗帘时
要舒服； c 太阳能传递到地面 d 冬天，蔬菜大棚内的空气温度在0℃以上，但地面却可能
传热学在能源节约中的应用
传热学在能源节约中的应用
传热学是研究热量从一个物体或系统传递到另一个物体或系统的科学。
它在能源节约中起着重要的作用，尤其是在以下方面的应用：
1. 节能建筑：传热学的原理被广泛应用于建筑物的能源节约。
通过合理设计建筑的绝热层、窗户和屋顶，可以减少室内外热量的传递，降低供暖和空调系统的能耗。
2. 节能工业过程：在工业生产过程中，许多工艺需要能量传递。
传热学可以帮助我们优化传热设备的设计，提高热效率，减少能源消耗。
3. 高效换热器：换热器是传热学应用的重要领域。
通过设计和使用高效的换热器，可以将热能从废气、废水等低温废热中回收出来，用于供暖、热水等其他用途，实现能源的再利用和回收利用。
4. 热泵和制冷技术：热泵和制冷技术是利用传热学的原理来实现能源转换的技术。
通过利用低温热源或冷源进行传热，可以提供供暖或制冷，并显著提高能源利用效率。
5. 太阳能利用：太阳能是一种广泛可利用的可再生能源。
传热学可以帮助我们设计和优化太阳能收集器和太阳能储热系统，提高太阳能的利用效率，达到更长久的热能贮藏。
总的来说，传热学在能源节约中的应用涵盖了建筑、工业、换热器、热泵、制冷技术和太阳能利用等多个领域。
通过合理利用传热学的原理和技术，可以显著降低能源消耗，实现可持续发展。
热学在生活中的应用和原理
热学在生活中的应用和原理1. 热传导的应用和原理•热传导的基本原理：热传导是指热量沿着物体内部或不同物体之间由高温区到低温区传播的过程，主要通过分子间的碰撞和传递能量。
•常见的热传导应用：–热传导在散热器中的应用：散热器通过辐射和热传导的方式将计算机等电子设备产生的热量散发出去，保持设备正常运行。
–热传导在隔热材料中的应用：隔热材料如保温杯、保温箱能够减少热传导，保持物体内部的热量不易流失。
–热传导在建筑材料中的应用：建筑保温材料能够降低外部热传导进入室内，提高建筑的能效。
2. 热辐射的应用和原理•热辐射的基本原理：热辐射是指物体由于温度差异而发出的电磁波，热辐射的能量传播不依赖于介质，可以在真空中传播。
•常见的热辐射应用：–太阳能的利用：太阳能通过捕捉太阳热辐射的能量来供电、供热或制冷，在无电力供应的地方具有广泛应用。
–红外线技术：红外线相机、热成像仪等利用物体发出的红外辐射来获取热图像，并在军事、医学等领域发挥重要作用。
–红外加热：红外加热器利用物体发出的红外辐射直接加热，具有响应快、能量利用高等优点，被广泛应用于厨房、工业等领域。
3. 热对流的应用和原理•热对流的基本原理：热对流是指热量通过流体的流动传播的过程，当流体不同温度的部分发生密度变化时，会出现对流现象。
•常见的热对流应用：–风扇的运行原理：风扇通过扇叶的运动引起空气流动，使热空气与冷空气发生对流，达到降温的效果。
–空调的工作原理：空调通过利用制冷剂吸热蒸发和释放热量的对流过程，调节室温。
–汽车散热系统：汽车的散热风扇通过对流传热，降低引擎温度，维持发动机正常运转。
4. 热扩散的应用和原理•热扩散的基本原理：热扩散是指热量由高温区向低温区的自发传播，主要通过分子的扩散运动。
•常见的热扩散应用：–煤气灶的使用：煤气灶通过燃烧产生高温，使锅底受热，进而使食物受热均匀熟化。
–食物的热均匀传导：在烹饪过程中，食物中的热量通过热扩散，使得食物受热均匀，达到理想的烹饪效果。
传热学实际现象应用
传热学实际现象应用1.热传导（1）为什么冬天晒过的棉被盖上去暖和，拍打后效果更好。
要点：导热系数小保温材料答：棉被经过晾晒后，可使棉花空隙中进入更多的空气，而空气在狭小的棉絮空间里热量的传递方式主要是导热，由于空气的导热系数小，具有良好的保温性能，拍打后让更多的空气进入，效果明显。
（2）在夏天，20℃的室温感到舒适，而冬天同样20℃的室温感到冷。
要点：热传导，辐射换热，对流换热答：冬夏最大的区别就是室外温度不同。
夏季室外温度高，因此通过墙壁的传热方向是室外传到室内，而冬季室外气温比室内低，通过墙壁热量传递的方向是室内到室外。
因此冬季墙壁表面温度低于夏季。
人体在室内主要是与周围的空气发生对流换热，和墙壁发生辐射换热，人在冬季通过辐射换热与墙壁的散热比夏季高得多，因此冬季感觉到冷。
（3）用套管式温度计测量管道中流体的温度，为减小测量误差，若有铜和不锈钢两种材料，哪一种做套管较好？套管温度计安装在那个位置好？要点：套筒式温度计答：1.选择不锈钢。
温度计套管产生误差的主要原因是由于沿肋高（即套管长度方向）有热量导出和套管表面与流体之间存在换热热阻。
因而要减小温度计套管的误差，要选择导热系数小的材料，增加导热热阻，故选择不锈钢。
2.安装在拐角处位置好，因为拐角处由于离心力的作用，在横截面上产生了二次环流，增加了扰动，从而强化了换热，对应的换热系数增加，从而使测温误差减小。
（4）试解释冰箱结霜后耗电量增加。
要点：传热热阻答：冰箱工作是先吸入处于低压常温下的制冷剂，并压缩到高温高压的蒸汽；然后制冷剂通过蛇形管冷凝器，向外界散热，制冷剂从气体变为液体；最后制冷剂通过更细的蛇形管蒸发器，由于节流作用，从液体变为气体，这个过程需要吸热。
而这部分热量来自于冰箱中的食物。
当冰箱结霜后，蒸发器与冷藏室中增加了传热热阻，那么如果希望冷藏室的温度保持初始温度，需要冰箱中的食物向制冷剂传递更多的能量，这就要求制冷剂的温度能够降得更低，这就要求增加压缩机的功率，增加了耗电量。
传热学在日常生活中的应用
传热学
五、传热学在日常生活中的应用
• 1、72°C的铁和600°C的木头摸上去的感觉 是一样的，您知道为什么吗？ 答：人手感觉到的冷暖实质是热量传递的快慢， 而铁的吸热系数远大于木头的。 • 2、为什么耳朵大的人更容易生冻疮? 答：耳朵的散热可以看成是一维肋片导热，耳 朵大的人沿肋高的方向热阻较小，则耳朵温度 更容易接近周围环境的温度。
q ht
W/m2
对流换热系数 W/（m2· K） △t=│tw-tf│—换热温差, K 总面积上的对流换热量：
Aq Aht
传热学
W
• 3、影响换热系数的因素
⑴ 流体流动的起因： h强制 h自然
⑵ 流体流动的状态： h紊流 h层流
⑶ 流体有无相变：
⑷ 流体的物理性质
h相变 h单相
传热学
4.辐射换热的基本公式 （1）黑体辐射能量的计算式（四次方定律） 4 W b A bT 黑体辐射常数 W/(m2· K4) 实际物体辐射的能量：
b 5.67 10
8
b A bT
4
W
该物体的发射率（黑度）
传热学
（2）两表面的封闭系统内的辐射换热量
传热学
eg：热量传递方式分析
暖气片
热水内壁外壁空气
对流换热 导热 辐射与对流换热
1 1 h1 A A h2 A
传热学
tf1 tf 2
• Question：
• 改变暖气中的水流速度是否可以改变显 著地增强换热？ • Answer:
• 暖气内是水的强制对流换热，而外部是空气的 自然对流散热。由于空气侧对流换热表面传热 系数远小于水侧的。热阻主要集中在空气侧， 因而通过改变水速（即进一步减小水的热阻） 对传热量的贡献不大。