热工基础-4-(1)-传热-三种基本方式
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传热的基本原理
传热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
热量传递可以通过三种基本途径发生:传导、对流和辐射。
传导是指热量通过物质内部的分子或离子的振动和碰撞来传递的过程。
当一个物体的一部分受热时,其分子通过振动和碰撞将能量传递给周围的分子,从而逐渐使整个物体达到热平衡。
传导的速率取决于物体的导热性质,即物体的热导率。
热导率越高,传导速率越快。
对流是指流体(气体或液体)的传热过程。
当一个物体受热时,周围的流体也会受热并产生密度变化,从而形成对流流动。
对流能够有效地传递热量,因为流体的流动会带走热量并将其传递到其他地方。
对流的速率取决于流体的热扩散性质和流体的流动性质。
辐射是指热量以电磁波的形式传递,无需通过物质进行传导或对流。
所有物体都会辐射热量,其强度取决于物体的温度和辐射特性。
辐射热量可以在真空中传递,也可以在透明的介质(例如空气或玻璃)中传递。
在实际情况中,传热往往是以上三种方式的综合作用。
例如,在烹饪中,热量通过盖子底部的传导传递给锅内的食物,然后通过对流将热量均匀分布到整个食物中。
而太阳的热量则通过辐射传递到地球表面,然后通过导热和对流进一步分布到大气层和海洋中。
了解传热的基本原理对于很多日常生活和工程应用都非常重要。
通过控制传热过程,我们可以更好地设计和改进热交换设备、节能系统以及热管理系统,从而提高能源利用效率,减少能源消耗。
814热工基础
814热工基础是热工技术的基础课程,主要介绍了热力学和传热学的基本概念、基本原理和应用。
以下是814热工基础的主要内容:
1. 热力学基本概念:介绍热力学的基本概念,如温度、压力、热量、功等,以及热力平衡、热力过程和热力循环等基本规律。
2. 热力学第一定律:介绍能量守恒原理和热力学第一定律,以及各种能量形式之间的转换关系,如热能转换为机械能等。
3. 热力学第二定律:介绍热力学第二定律,包括熵的概念和各种热力学过程的方向性,以及各种热力设备的工作原理和应用。
4. 传热学基本概念:介绍传热的基本方式,如导热、对流和辐射等,以及传热过程的基本规律。
5. 导热过程分析:介绍导热的基本原理和应用,包括导热系数、傅里叶定律和导热微分方程等。
6. 对流换热分析:介绍对流换热的基本原理和应用,包括牛顿冷却公式、流动阻力和流体动力方程等。
7. 辐射换热分析:介绍辐射换热的基本原理和应用,包括黑体辐射、辐射角系数和辐射换热方程等。
8. 传热过程分析和计算:介绍传热过程的分析和计算方法,包括总传热系数、传热面积和传热效率等。
通过学习814热工基础,学生可以掌握热工技术的基本原理和应用,为进一步学习其他专业课程和从事相关领域的工作打下基础。
热工基础培训教程第一点:热工基础概念解析热工基础是研究热力系统的工作原理和性能的学科,涉及的能量转换主要包括热能和机械能的转换。
在热工基础中,我们关注的是热力学、流体力学、传热学等方面的基本理论。
首先,我们要了解热力学基本概念。
热力学主要研究的是热能的转换和传递规律,其中包括了温度、压力、比容、比热等基本参数。
热力学系统的基本状态参数有压力、温度和比容。
压力是单位面积上作用在物体表面的力,温度是表示物体冷热程度的物理量,比容是单位质量的物体所具有的体积。
其次,我们需要掌握热力学的基本定律。
其中最主要的两个定律是能量守恒定律和热力学第一定律。
能量守恒定律指出,在一个封闭系统中,能量不会凭空产生也不会凭空消失,只会在各种形式间转换。
热力学第一定律则是指出,在一个封闭系统中,热能可以和机械能相互转换,且系统内能的增加等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量。
再次,我们需要了解流体力学的基本概念。
流体力学主要研究的是流体的运动规律和压力、速度、温度等参数的分布。
流体可以分为液体和气体两种,它们的运动规律有所不同。
在研究流体力学时,我们通常会用到流体力学方程,如纳维-斯托克斯方程等。
最后,我们需要掌握传热学的基本理论。
传热学主要研究的是热量在物体内部的传递规律。
传热方式主要有三种:导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物体内部的分子振动传递,对流是指热量通过流体的运动传递,辐射是指热量通过电磁波的形式传递。
第二点:热工基础在工程应用中的实践热工基础在工程应用中具有重要意义,涉及到众多行业,如能源、化工、环保等。
下面我们以能源行业为例,简要介绍热工基础在工程应用中的实践。
首先,热工基础在火力发电厂中的应用。
火力发电厂是利用燃料燃烧产生的热量,将水加热成蒸汽,驱动发电机旋转发电。
这其中,热力学、流体力学和传热学等基础知识起到了关键作用。
例如,在锅炉设计中,需要根据燃料的热值、燃烧效率等参数,计算出锅炉的热负荷,从而确定锅炉的尺寸和功率。
传热学的三种基本方式
传热有三种基本方式,分别是热传导;热辐射;热对流。
特点如下:
1、热传导:有温度不同的质点在热运动中引起的,在固体,液体,气体中均能产生。
单纯的导热仅能在密实的固体中发生。
2、热对流:对流式由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动,互相掺和而传地热能。
包括自然对流换热,受迫对流换热。
3、热辐射:过程中伴随形式能量转化;传播不需要任何中间介质;凡是温度高于绝对零度的一切物体,不论他们的温度高低都在不间断地向外辐射不同波长的电磁波。
一、热工基础知识(一)、热力学基础1、温度温度是衡量物体冷热程度的尺度,是物质分子热运动平均动能的度量。
摄氏温标:1个标准大气压下纯水的冰点定为0℃,沸点定为100℃,在这个区域内划分100等分,每1等分为1度,单位为℃。
用t表示。
华氏温标:1个标准大气压下纯水的冰点定为320F,沸点定为2120F,在这个区域t1=1.8t+32 (0F)内划分180等分,每1等分为1度,单位为0F。
用t1表示。
绝对温标:又称热力学温标,每一度大小与摄氏温标相等,起点为物质内分子热T=t+273.15(K)运动完全停止时-273.15℃),单位为K。
用T表示。
2、压力1 bar 巴 =100000 pa 帕斯卡=0.1MPa1 psi 磅/平方英寸=0.0703 kgf/cm21 kgf/cm2 千克力/平方厘米 =98000 pa 帕1 mm aq. 毫米水柱=9.8 pa 帕1 mm hg 毫米汞柱=133.28 pa 帕1 m H2O 米水柱=9800 pa 帕=0.1 kgf/cm2 千克力/平方厘米工程上常将1大气压(B)看成1个工程大气压或0.1MPa,即B=1kgf/cm2,或B=0.1MPa 表压:通过压力表读出的压力,为绝对压力减当地大气压。
真空度:压力比大气压低的程度。
真空度=B-绝对压力3、热能:分子热运动强度的度量,是依靠温差传递的能量。
用Q表示1kcal=4.1868kJ1 kcal/h 大卡/时=1.163 W 瓦1 kW千瓦=860 kcal/h 大卡/时1 btu/h 英制热量单位/时=0.293 W瓦4、比热:单位质量的物质温度每升高或降低1K所需要加入或放出的热量。
定压比热Cp:气体在加热或冷却时,如果保持压力不变,则其比热称为定压比热。
物体的吸(放)热量:Q=mCp(t2-t1)定容比热Cv :气体在加热或冷却时,如果保持体积不变,则其比热称为定压比热。
Cp>Cv绝热指数k:气体的定压比热与定容比热之比为气体的绝热压缩指数,k=Cp/Cv5、理想气体状态方程:pV=mRTR:气体常数,8314/气体分子量,空气为287J/(kg.K)p:Pa,帕V:m3m:kgT:K等温过程,等压过程,等容过程绝热过程:气体状态发生变化时,与外界不发生热量交换的过程称为绝热过程。
传热基本方式例子
传热的基本方式主要有三种:传导、对流和辐射。
下面提供了一些关于这三种传热方式的例子:
1.传导:传导传热是物体内部的分子或原子之间的热能传递方式。
例如,当两个物体接触时,热量会从温度较高的物体传递到温度较低的物体。
还有,烤肉时,热量通过铁板从火源传递到食物中,使食物变热并烹饪成熟。
2.对流:对流传热是流体(气体或液体)中的热能传递方式。
例如,当一杯热咖啡放在桌子上时,咖啡的热量会通过对流传递到周围的空气中,使周围空气变暖。
还有,暖气系统通过热水或蒸汽在管道中的流动将热量传递到房间中,使房间变暖。
3.辐射:辐射传热是热能以电磁波的形式传递的方式。
例如,太阳辐射出大量的热能,地球通过吸收太阳的辐射热能而变暖。
还有,电烤箱通过红外线辐射将热能传递到食物上,使食物烤熟。
在实际生活中,这三种传热方式往往同时存在,共同作用。
例如,在做饭时,炉火发出的热量首先通过辐射传递到锅具上,然后锅具通过传导将热量传递给食物,同时炉火的热量还通过对流传递给锅中的液体或气体,共同烹饪食物。