1
第三?/p>
热量传递的基本理论
传热学是研究热量传递规律的学科?/p>
凡有温差的地方就有热量的传递,
而温差普遍存?/p>
于自然界与各个技术领域之中,因此,传热就称为自然界与工程技术当中非常普遍的现象?/p>
若传递现象千变万化,
错综复杂?/p>
为学习和研究的方便,
我们吧它们归结为三种基本的若?/p>
递方式:热传导、热对流、热辐射。实际的传热过程是这三种基本方式的复杂组合?/p>
从传热过程的要求来看?/p>
工程中的传热问题可以分为两种类型?/p>
一是增强传热,
即提?/p>
换热设备的传热能力,或在满足热量传递的前提下使设备的尺寸尽量缩小;二是削弱传热?/p>
即减少热损失或保持设备内适宜的工作温度。学习传热学的目的就在于分析和认识热传规
律,
能动的控制热量传递,
有效的解决工程技术中增强或削弱传热的问题?/p>
实现能源的合?/p>
使用,提高设备的生产能力?/p>
第一?/p>
导热
一、基本概?/p>
1
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导热
热传导简称导热?/p>
热量从物体中温度较高的部分传递到温度较低的部分,
或?/p>
从温度较高的物体传递到与之接触的温度较低的另一物体的现象称为导热?/p>
导热过程进行时,
物体各部分之际按不发生宏观的相对位移?/p>
仅依靠微观粒子的热运?/p>
而进行热量传递。因此,
单纯的导热只发生在固体内部?/p>
液体和气体也发生导热现象?/p>
但因
其具有流动特性,在发生导热的同时往往伴随着对流的发生?/p>
从微观角度看?/p>
不同种类的物体,其导热机理有所差异?/p>
例如,气体的导热是气体分?/p>
不规则运动时相互碰撞的结果,
气体的温度越高,
其分子运动的动能越大?/p>
动能大的分子?/p>
动能小的分子相互碰撞时,热量传递由高温传导了低温。金属导体中有相当多的自由电子,
导热主要依靠自由电子的运动来完成?/p>
非金属固体中的导热则是通过原子?/p>
分子再起平衡?/p>
置附近的振动来实现的?/p>
总之?/p>
导热时热量的传递是依靠物质的分子?/p>
原子以及自由电子?/p>
微观粒子的热运动而进行的?/p>
2
、温度场
热量传递是由温差引起的。任一瞬间,在所研究空间中所有点上温度分?/p>
的总称,是空间坐标和时间的函数?/p>
等温面与等温线:
在稳定温度场中,如果物体内部的温?/p>
仅沿一个方向变化,则称为一维温度场。将温度相等的点连成
面即为等温面。等温面与任一平面的交线便是等温线?/p>
等温?/p>
与另一条温度不同的等温线不可能相交,它可以是封闭曲线或
者终止于物体的界面上?/p>
3
、温度梯?/p>
在温度场中,温度在空间上改变的大小程度,
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grad
t
表示。它是在等温面法线方向n上单位长度的温度?/p>
量,它是一个矢量,指向温度增大的方向?/p>
热流的方向与温度梯度方向相反?/p>
热流线与等温线垂直,
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稳态温度场
非稳态温度场
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lim
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3-1
温度梯度