传热过程基础知识
简单的传热学基础知识及在空调中的应用
一、家用空调器中制冷剂的一般要求
• 制冷剂又称制冷工质，是制冷循环中的工 作介质，制冷剂在制冷机中循环流动，通 过自身热力状态的变化与外界发生能量交 换，从而实现制冷的目的。
• 当前，能用作制冷剂的物质有80多种，最 常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化 合物等。本世纪30年代氟里昂制冷剂的出 现，对制冷技术产生了推动作用。
高温高压制冷剂向周围空气环境散热 a.制冷剂—>铜管内壁：对流换热 b.铜管内壁—>铜管外壁及翅片：导热 c.铜管外壁及翅片—>周围大气环境：对流换热
• 高温高压制冷剂以过热蒸气状态进入冷凝器，在管内发 生降温及冷凝，从冷凝器入口到第一个液滴产生前，是 一个温度不断降低的过程；
• 从第一个液滴产生到最后一个气泡消失，是一个温度不 变的过程，在此过程中，制冷剂中含液量不断上升，含 气量不断下降；
生等温蒸发及升温过程；
• 从蒸发器入口到最后一个液滴消失前，是一个温度不变 的过程（理论上），在此过程中，制冷剂中含液量不断 下降，含气量不断上升；
• 从最后一个液滴消失到蒸发器出口，是一个升温过程。 • 总的说来，这是一个低温低压制冷剂液体在蒸发器中吸
热变成低温低压制冷剂气体的过程。
• 3 其他的传热过程 压缩机及配管等与环境的换热；
制冷剂，得到了广泛的应用。
二、制冷剂泄漏的危害
• 制冷剂对环境的主要影响： • 1 对臭氧层的破坏； • 2 温室效应(直接的或间接的)。 • 因氟氯碳化合物泄漏至同温层时，被太阳的紫外
线照射而分解，放出氯原子，与同温层中臭氧进 行连锁反应：
• CFXCLY CFXCLY-1+CL CL + O3 CLO + O2 CLO + O CL+ O2
导热基础必学知识点
导热基础必学知识点
1. 热传导：热量从高温区传导到低温区的过程。
热传导可以通过导热
机制（分子传导、电子传导和辐射传导）进行。
2. 热导率：物质传导热量的能力。
热导率越高，传热能力越高。
3. 热阻：物质对热传导的阻碍能力。
热阻越高，传热能力越低。
4. 热传导方程：描述热传导过程中温度分布的偏微分方程。
在稳态条
件下，热传导方程为焦耳定律，即热流密度等于热导率乘以温度梯度。
5. 导热系数：描述固体材料导热性能的物理量。
导热系数等于热导率
除以材料的厚度。
6. 热容量：物质吸收或释放的热量与温度变化之间的关系。
热容量越大，物质对热量的吸收或释放能力越强。
7. 热扩散：物质在受热时的体积膨胀现象。
热扩散系数描述了物质在
温度变化下的膨胀程度。
8. 热辐射：由热源发出的电磁辐射。
热辐射可以通过辐射传导方式进
行热传导。
9. 对流传热：通过流体介质（如气体或液体）的运动来实现热传输的
过程。
对流传热具有较高的传热效率。
10. 导热材料：具有较高热导率的材料，常用于热导设备或导热结构中，以实现高效的热传导。
常见的导热材料包括金属、陶瓷和导热塑
料等。
以上是导热基础必学的知识点，掌握了这些知识可以帮助理解热传导的基本原理和特性，对导热材料的选择和应用有一定的指导意义。
传热过程基础知识
传热过程基础知识传热过程是一个物体或系统与其周围环境之间热量交换的过程。
热量是指能量的转移，可以通过辐射、传导和对流三种方式传递。
首先，我们来看辐射传热。
辐射传热是指物体通过电磁波的传播而向周围环境传递热量。
辐射传热不需要介质的存在，它可以在真空中传输热量。
这是因为所有物体都会产生热辐射，用一个术语叫做黑体辐射。
黑体辐射的强度与物体的温度有关，温度越高，辐射的能量越多。
例如，太阳发出的光和热就是一种辐射传热。
传导传热是指物体之间的热量通过分子或原子之间的碰撞传递。
这种传热方式通常发生在固体物体中，因为固体物体的分子或原子之间是紧密排列的。
热传导通常发生在热端和冷端之间存在温度差的物体中。
当物体的一部分受热后，分子或原子的振动能量会传递给相邻的分子或原子，从而传递热量。
对流传热是指液体或气体中的热量通过流体的运动和对流传递给周围环境。
对流传热通常包括自然对流和强制对流两种方式。
自然对流是指流体受热而形成的密度梯度引起的自发流动。
如在锅中烧开水时，底部热水会上升，而冷水会下降，形成对流循环。
强制对流是指通过外力的作用，如风或泵浦，使流体产生对流流动。
例如，空调中的风扇可以通过强制对流将室内的热空气排出室外，从而降低室内温度。
除了以上三种传热方式，还存在相变传热和混相传热。
相变传热是指物体在相变过程中释放或吸收热量。
当物体发生相变时，其温度保持不变，所吸收或释放的热量用于相变过程。
例如，冰块融化时，吸收的热量被用于将冰转化为水。
混相传热是指不同相（如气相和液相）之间的热量转移。
这种传热方式通常发生在液滴蒸发和冷凝过程中。
传热过程的速率可以通过热传导、辐射和对流传热的传热系数来衡量。
传热系数是指单位时间内单位面积上热量的传递速率与温度差的比值。
热传导传热系数取决于物体的导热性质，如热导率。
辐射传热系数取决于物体的辐射性质，例如发射率和吸收率。
对流传热系数取决于流体的流动性质，如流速和流体的粘度。
传热过程在许多实际应用中起着重要作用，如建筑物的供暖和空调、发动机的冷却、工业生产中的加热与冷却等。
传热学基础知识
传热学基础知识
嘿，朋友们！今天咱来聊聊传热学基础知识。
传热学啊，就像是生活中的一场奇妙旅行。
你想想看，冬天的时候，为啥我们在屋里就感觉暖和，到了外面就冻得直哆嗦呢？这就是传热在起作用呀！热量从屋里的暖气啊、空调啊这些热源，传到我们身上，让我们暖洋洋的。
这就好比是一场温暖的传递，暖气是那个热情的传递者，把温暖送给我们。
再说说夏天，太阳晒得厉害，我们会觉得热得不行。
这太阳的热量可不就通过传热来到我们身边啦！就好像一个调皮的小精灵，不停地往我们身上扑。
传热的方式有好几种呢！有一种叫热传导，就像是接力赛跑一样，热量一个接一个地传递下去。
比如说，你拿着一根金属棒，一头放在火上烤，过一会儿另一头也会变热，这就是热传导在起作用呀！是不是很神奇？
还有热对流，这就像是一群小伙伴在跳舞，带着热量一起动起来。
比如烧开水的时候，水受热会翻滚，热量就跟着水一起流动啦。
再有就是热辐射啦，这可厉害咯！太阳的热量就是通过热辐射传到地球上的，不需要任何介质，直接就过来啦，就像远方的朋友给你送来温暖的问候。
咱生活中很多事情都和传热学有关系呢！比如做饭的时候，锅把热量传给食物，让食物变熟；冬天盖厚被子保暖，就是阻止热量往外跑。
传热学好比是生活的一个小秘密，了解了它，你就能更好地理解很多现象啦！你说，这传热学是不是很有趣？它无处不在，影响着我们的生活呢！所以啊，我们可得好好琢磨琢磨它，让它为我们的生活服务呀！这就是传热学，一个看似普通却又无比重要的学问！。
第4-6次课：传热学基础知识和重要参数计算
空调房间的隔热设计， 墙体内表面温度保持恒定， 外表面周期变化
在非稳态导热中，由于温度不稳定，围护机构不断吸收或释放热 量，即材料在导热的同时还伴随着蓄热量的变化，这是非稳态导 热区别与稳态导热的重要特点。非稳态导热计算极其繁琐，一般 可采取简化模型进行计算。Biblioteka t — 空气温度 C
(5) 对流换热系数(表面传热系数)
（Convection heat transfer coefficient）
h Φ ( A(t w t ))
t t Φ 1 ( hA ) Rh t t q 1 h rh
W (m
2
K)
2 对流（热对流）(Convection)
流体
液体和气体统称为“流体”，它们的特性是抗剪强度极小，外 形以容器为形。由于重力的作用或者外力的作用引起的冷热空 气的相对运动为对流。在建筑中，含空气的部件中有热量传进 、传出或者在其内部传递。
(1)定义：流体中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。空 气的对流换热对建筑热环境有较大影响。 (2)对流换热：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：
—— 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
h的影响因素
h 不是一个常数，而是一个取决于许多因素的物 理量。对于建筑围护结构的表面需考虑的因素有： 气流状况（自然对流还是受迫对流）和壁面所处 位置（垂直或水平）。
(6) 对流换热系数h的计算方法（单位为W/m2· K）
热学热传导知识点总结
热学热传导知识点总结热学是物理学的重要分支之一，研究物体内部和物体之间传递热量的规律。
热传导是热学中的基本过程，它通过热传导作用，在相互接触的物体之间进行热能交换和能量传递。
本文将对热学热传导相关的知识点进行总结。
一、热学基本概念1. 温度：物体内部微观粒子的平均动能的度量，是衡量物体热平衡状态的物理量。
2. 热量：物体间由于温度差而传递的能量。
3. 热传导：物体直接接触时，由于温度差异而产生的热量传递。
二、热传导的物质基础热传导的物质基础是材料内部的微观粒子的热运动。
热传导主要通过以下机制进行：1. 导热电子：在导体中，自由电子的热运动产生能量传递。
2. 晶格振动：在晶体中，原子和离子以震动传递能量。
3. 分子碰撞：在非金属物质中，分子之间的碰撞也能够传递热量。
三、热传导的基本定律热传导的过程遵循以下基本定律：1. 热传导定律：描述热量的传导和热流的关系。
热传导率与传导介质的性质有关。
2. 傅里叶定律：描述非恒定热传导的过程，热传导流量正比于温度梯度的上升或下降速率。
3. 热阻和热导：热阻是材料或结构对热传导的抵抗能力，热导是热传导性能的物理量。
四、热传导的影响因素热传导的速率受以下因素的影响：1. 材料的导热性：热导率是物质特性的属性，不同物质有不同的导热性能。
2. 材料的尺寸和形状：物体的尺寸对热传导速率有影响，如宏观尺寸的增大会增加热传导阻力。
3. 温度差：热传导速率与物体间的温度差正相关。
五、热传导的应用热传导在各个领域有广泛的应用，例如：1. 热管：利用容器内介质的热传导性能实现传热和温控。
2. 绝缘材料：通过降低材料的导热性能减少热量的传递，起到隔热保温的作用。
3. 温度传感器：利用热传导进行温度测量和控制。
六、热传导的改善与利用在一些实际应用中，我们需要改善热传导的性能或利用热传导。
1. 传热增强：通过改变热传导介质或增加界面接触以提高传热效果。
2. 热能回收：利用热传导将热能从废气、废水中回收，提高能源利用效率。
传热过程基础知识
传热过程基础知识传热过程是物体之间的热能传递过程。
在自然界中，热能从高温物体传向低温物体，直到两者达到热平衡。
热传递可以通过三种主要方式进行：传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质内部的分子振动传递。
当一个物体受热时，其分子会加速振动，使周围分子受到影响并传递热能。
金属是一个很好的热导体，因为金属中的电子可以迅速传递热量。
相比之下，不导热的物质，如木材和空气，则传导热量较慢。
物体的形状、大小和组成对其导热性能也有影响。
对流是指通过流体运动传递热量。
当流体受热时，其分子会膨胀并导致流体的密度降低。
这会导致流体上升形成对流循环，使热能传递到周围环境中。
对流可以是自然对流或强制对流。
自然对流是指流体的升温和密度减小导致的自然流动。
强制对流是通过外部力量，如风扇或泵，强制使流体流动。
辐射是指通过电磁波传递热量。
所有物体在温度不为零时都会辐射热能。
这种辐射称为热辐射。
热辐射的强度与物体的温度有关，温度越高，热辐射越强。
辐射热量的传递不需要介质，可以在真空中传播。
例如，太阳向地球传输的热能就是通过辐射传递的。
除了这三种主要的热传递方式，热传递还受到其他因素的影响，如温度差异、热导率、表面积和距离等。
温度差异越大，热传递速度越快。
热导率是物质传导热量的能力，热导率越大，物质传热速度越快。
表面积越大，热传递速度越快。
距离越长，热传递速度越慢。
在实际应用中，传热过程的理解对于工程设计和能源利用非常重要。
例如，在建筑设计中，需要考虑如何减少热传递，以提高建筑的节能性能。
通过选择合适的绝缘材料、设计适当的建筑结构和采用有效的空调系统等措施，可以减少热能的传递。
在电子设备设计中，需要考虑散热问题，以确保设备长时间运行时不会过热。
通过设计散热装置和风道，可以有效地将热能散发到周围环境中。
总之，传热过程是物体之间热能传递的基础知识。
通过了解传导、对流和辐射的特点以及其他影响热传递的因素，我们可以更好地理解和应用热传递原理，从而改善能源利用效率、提高工程设计的节能性能。
传热学知识点总结考研真题
传热学知识点总结考研真题一、传热学概念传热学是研究物体之间热量传递的学科，研究热量传递的基本规律和热传递过程的数学模型。
热传递是热量自高温物体传递到低温物体的过程，主要包括传导、对流和辐射三种方式。
二、传热学基本知识1. 热量传递的基本规律热力学第一定律和第二定律规定了热量传递的基本规律。
第一定律要求能量守恒，在热传递中热量从高温物体流向低温物体，使热能分布均匀。
第二定律限制了热量传递的方向，指出热量自热量大者传递到热量小者。
2. 传热的基本方式传导是通过物体内部分子热运动传递热量的方式，是当物体内部温度不均匀时，热量由高温区向低温区传递。
对流是液体或气体中分子受热膨胀上升，冷却后下沉的过程，是传热最常见的方式。
辐射是热能以电磁波的形式传递的方式，适用于真空或无透明物质的热传递。
3. 传热的数学模型传热的数学模型主要采用热传导方程和流体力学方程，通过数学公式和定理来描述传热过程，求解传热问题。
热传导方程描述了传导过程中热量的扩散规律，流体力学方程描述了流体传热过程中的动力学规律。
4. 传热的工程应用传热学在工程中有着广泛的应用，如热工程、制冷空调、化工工程、建筑工程等都离不开传热学的理论和方法。
热传递是很多工程中必不可少的过程，通过传热学的知识和方法可以提高工程的效率和质量。
三、传热学的研究内容1. 传热传质物理基础传热传质物理基础包括热力学、流体力学、传热学、传质学等多个学科知识，主要研究物体间热量传递的基本规律和热量传递过程的数学模型。
此外，也需要涉及热传导、对流传热、辐射传热等传热方式的研究。
2. 传热的数学模型与方法传热学研究中需要建立相应的数学模型，并通过数学方法来解决传热问题。
传热的数学模型可以分为定常传热和非定常传热，通过微分方程和积分方程来描述传热过程，并通过数值计算方法来求解传热问题。
3. 传热的实验方法与技术传热学研究中需要进行大量的实验，通过实验来验证传热理论和模型的正确性。
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成间壁式换热器。热由热流体以 对流方式传递到壁面一侧，通过 间壁的导热，在由壁面另一侧以
间
壁
热流
方向
对流形式传递到冷流体。
2020/6/21
对流 导热 对流
8
现讨论典型的间壁式换热器结构及其操作原理
❖ 1.套管式换热器
❖ 由直径不同的两根圆 管组成的同心套管。
一种流体在内管中流
每一动段，套管另称一一种程。流程体与在程之套间一般是上下排列，固定在 管架管上的。若环所隙需中传热流面动积，较大两，则可用数排并列，各排均 优与点总：流管采体连用接是标而准通并管过联子使内与用管管。件壁。面构造简单，加工方便，排数和 程数伸进缩行性换大，热可。距需要增减。适当地选择内、外管的直径
❖ 显著特点是传热速率q为常量。
❖ 连续传热过程属于稳态传热。
✓ 非稳态传热：温度既随位置变化 又随时间变化的传热方式。
❖ 特点：
✓ 可在真空中传播
2020/✓6/21能量传递同时伴随有能量的转换
7
5.1.3 典型的传热设备
❖ 实现两流体换热过程的设备称为换热器
❖ 化工生产中遇到的多是两流体间的热交换
。热交换是指热流体经固体壁热流面体 (间壁)冷将流体 冷热、量热传流体给被冷间流壁隔体开的，过它们程分。
别在壁面两侧流动。此壁面即构
2020/6/设21 置隔板后占去部分布管面积而减少了传 11
❖ 衡 。量5传.1热.4的传快慢热用速传热率速与率热及热通通量量表示
✓ 传热速率q：单位时间内通过传热面的热量 ，W
✓ 热通量q/S：每单位面积的传热速率， W/m2
❖ 〖说明〗
✓ 传热速率和热通量是评价换热器性能的重
要指传热标方式。
❖ 若列管换热器的传热面积较大，而需要的 管数很多时，有时流体在管内的流速便较 低，结果使流体的对流传热系数减小。为 了提高管程流速，可在换热器封头内设置 隔板，将全部管子平均分成若干组，流体 在管束内来回流过多次后排出，称为多(管 )程列管式换热器，如图示。
❖ 程数增多，虽然提高了管内流体的流速， 增大了管内的对流传热系数，但同时也使 流动阻力增大，平均温度差降低。此外，
传热速率Q
热通量q
q↑导，热换热器性导能热愈速率好
导热热通量
✓ 由于对流传传热热面积对具流传有热速不率同的对流表传示热热形通量式，因此 2020/6/21同一辐射传传热热速率辐所射传对热速于率的热辐射通传量热热的通量数值各不 12
5.1.5 稳态传热与非稳 态传热
✓ 稳态传热：温度仅随位置变化而 不随时间变化的传热方式。
❖ 从微观角度看，气体、液体、导电固体和 非导电固体的机理各不相同。
✓ 气体：是气体分子做不规则热运动时相互 碰撞的结果。气体分子的动能与其温度有 关，高温区的分子运动速度比低温区的大 。热量水平较高的分子与热量水平较低的 分子相互碰撞的结果，热量就由高温区传 递到低温区。
✓ 导电固体：有许多的自由分子在晶格之间
2❖020总/6/21的来说，关于导热过程的微观机理，目前 4 仍不很清楚。本章只讨论导热现象的宏观规
5.1.2.2.热对流(对流)
❖ 定义：由于流体质点发生相对位移而引起的 热量传递过程
❖ 特点： ✓ 热对流只发生在流体中。 ✓ 流体各部分间产生相对位移 ❖ 产生对流的原因 ✓ 由于流体内部温度不同形成密度的差异，在 2020浮/6/21力的作用下产生流体质点的相对位移，使 5
传热过程基础知识
5.1.2 传热的基本方式
❖ 根据传热的机理不同，传热分为三种基本方
❖ 5.1.2.1.热传导(导热) ❖ 定义：热量从物质中温度较高的部分传递到
温度较低的部分，或者从高温物质传递到与 之相邻的低温物质的热量传递现象。 ❖ 特点： 2✓020由/6/21于物质微观粒子的热运动而引起的热量传 2 递，在传热方向上无物质的宏观位移。
，可使两种流体都达到较高流速，从而提高传热系数；两流 体可始终以逆流方向流动，平均温度差最大。
缺点：接头多易泄漏，占地面积大，单位传热面积：S=πdL
❖ 为了改变套管式换 热器传热面积小，2.列管式换热器 设备不紧凑的状况 ，常将若干细管组 组成成的：壳管体束、放管束在、一管大板和封头等部分。 一的种外流体管由中封，头的这进种口换管进入，流经封头与管板的空间分配 至热各器管内称，为从列另一管端式封换头的出口管流出。另一种流体则由壳 体热的器接管。流入，在壳体与管束间的空隙流动中通过管束表面
与管束内流体换热，然后从壳体的另一端接管排出。为增加
流体湍动程度，通常壳体内安装若干与管束垂直的折流档板 。
流体流经管束的过程，称为流经管程，将该流体称为管程( 管方)流体； 2流020体/6/2流1 经壳体环隙的过程，称为流经壳程，将该流体称为壳 10 程(壳方)流体。
❖ 若流体只在管程内流过一次的，称为单管 程；只在壳程内流过一次的，称为单壳程 。
轻者上浮，重者下沉，称为自然对流；
❖ 化工生产中，常遇到的并非是单纯的热 对流方式，而是流体流过固体表面时发 生的热对流和热传导联合作用的传热过 程，即热由流体传递到固体表面(或反 之)的过程，通常将它称为对流传热(也 称给热)。其特点是靠近固体壁面附近 的流体中依靠热传导方式传热，而在流 体主体中则主要依靠对流方式传热。
运动，正如这些自由电子能传导电能一样
，它们也能将热量从高温处传递到低温区
。
2020/6/21
3
✓ 非导电固体：导热是通过晶格结构的振动(
✓ 液体：
一种观点认为它定性地和气体类似，只是液体分 子间的距离比较近，分子间的作用力对碰撞过程 的影响比气体大得多，因而更复杂。
另一种观点认为其导热机理类似于非导电固体， 即主要依靠原子、分子在其平衡位置附近的振动 ，只是振动的平衡位置间歇地发生移动。
❖ 可见，对流传热与流体流动状况密切相 关。
2020/6/21
6
❖ 定 的义传：递因。热5.的1原.2因.3而.热产生辐的射电磁波在空间
❖ 自然界中一切物体都在不停地发射辐射能 ，同时又不断地吸收来自其它物体的辐射 能，并将其转化为热能。物体之间相互辐 射和吸收能量的总结果，称为辐射传热。 由于高温物体发射的能量比吸收的多，而 低温物体则相反，从而使净热量从高温物 体传递向低温物体。