传热学:第六章 热辐射及辐射传热
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灯丝热辐射传热
灯丝热辐射传热是一种重要的物理现象,它描述了灯丝在工作时如何通过热辐射将热量传递给周围环境。
热辐射是一种电磁波,它不需要介质就能传播,因此即使在真空中,热辐射也能有效地传递热量。
灯丝作为热辐射的源头,其工作原理是电流通过灯丝时,由于电阻的作用,电能转化为热能,使灯丝温度升高。
当灯丝的温度升高到一定程度时,就会开始发射热辐射。
这种热辐射的能量与灯丝的温度有关,温度越高,辐射的能量就越强。
热辐射的传递过程可以看作是一种能量的传播。
当灯丝发射的热辐射接触到周围的物体时,这些物体会吸收部分辐射能量,从而使自己的温度升高。
同时,这些物体也会向周围环境发射热辐射,进一步传递热量。
这种传递方式类似于热传导和对流,但不需要通过介质,因此更为高效。
值得注意的是,灯丝热辐射传热的效率受到多种因素的影响。
例如,灯丝的材料、直径、长度以及电流的大小都会影响其发射热辐射的能力。
此外,周围环境的温度、湿度以及物体的材质和颜色等因素也会影响热辐射的吸收和传递。
总的来说,灯丝热辐射传热是一种重要的物理现象,它在许多领域都有广泛的应用,如照明、加热、热成像等。
深入理解这一现象的原理和影响因素,有助于我们更好地利用和控制热能,推动科技进步和社会发展。
传热学中的对流传热与辐射传热传热学是热工学的重要分支,研究热量如何通过传导、对流和辐射等方式传递。
在这些传热方式中,对流传热和辐射传热有着不可忽视的作用。
对流传热是指热量通过流体的流动来传递的现象。
它是通过流体和固体之间的接触来传递热量。
在自然对流中,传热主要依靠流体的密度差异和重力作用。
当流体受热而密度减小时,就会上升;当流体冷却而密度增大时,就会下降。
这种上升和下降形成了对流传热的循环。
而在强制对流中,外部的力(如风力或泵力)驱动着流体的运动,使之在固体表面形成对流层。
这种强制对流的传热效果比自然对流更强,更为广泛应用。
例如,在冷却设备中使用的风扇就是通过强制对流来改进换热器的传热性能。
通过对流传热,热量可以在流体中快速传递,而不仅仅是通过热的扩散来实现。
因此,在许多工业和日常生活中的换热设备中,对流传热是非常重要的。
与对流传热不同,辐射传热不需要介质的存在,可以在真空中传递热量。
辐射传热是指物体通过发射和吸收电磁波来传递热量的过程。
它是一种电磁波传热的形式,不依赖于输送热量的物质,因此在真空中也能进行。
辐射传热与温度和表面特性有关。
热辐射的能量主要来自于物体的热辐射率和温度。
热辐射率是描述物体发射和吸收辐射能力的指标,它与物体表面的颜色和质地密切相关。
黑色体是一个完美的辐射体,它具有最大的热辐射率,所以能更有效地吸收和发射热辐射。
辐射传热在很多工业应用中也起着重要的作用。
例如,在太阳能系统中,太阳辐射会直接被太阳能电池板所吸收,并转化为可用的能量。
此外,工业炉中的辐射传热也是通过燃烧产生的热辐射来加热材料。
需要注意的是,对流传热和辐射传热往往同时存在于实际的传热过程中。
在多数情况下,对流和辐射传热是同时共存的。
例如,热水器中,在燃烧室内产生的火焰通过辐射传热作用于传热表面,同时通过对流传热使周围的水受热。
综上所述,传热学中的对流传热和辐射传热在我们的日常生活和工业生产中发挥着重要作用。
通过对流传热,热量可以快速传递,提高换热效率;而辐射传热则可以在无介质的情况下进行热量传递,使得整个传热过程更加灵活。
传热学名词解释一、绪论1.热流量:单位时间内所传递的热量2.热流密度:单位传热面上的热流量3.导热:物体各部分之间不发生相对位移时,依靠物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动而产生的热能传递,称为导热。
4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。
5.辐射传热:物体间通过热辐射而进行的热量传递,称辐射传热。
6.总传热过程: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,称为总传热过程,简称传热过程。
7.对流传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位为W/(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8.辐射传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量,单位为W/(m2·K)。
辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9.复合传热系数:单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量,单位为W/(m2·K)。
复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。
数值上表示传热温差为1K时,单位传热面积在单位时间内的传热量。
二、热传导1.温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总称。
一般来说,它是空间坐标和时间坐标的函数。
2.等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面(或线)。
3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。
4.热导率:物性参数,热流密度矢量与温度降度的比值,数值上等于1K/m的温度梯度作用下产生的热流密度。
热导率是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。
5.导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。
6.稳态导热:物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。
4-6辐射传热知识点4-6 辐射传热【学习指导】1.学习目的作为一种基本的传热方式,要理解辐射传热的基本概念和相关定律,掌握两物体间辐射传热的速率方程,并了解对流-辐射联合传热。
2.本知识点的重点两固体间的辐射传热速率方程及其应用。
3.本知识点的难点辐射传热的基本概念和定律,影响辐射传热速率的影响因素。
4.应完成的习题4-18 两平行的大平板,在空气中相距5mm,一平板的黑度为0.1,温度为350K;另一平板的黑度为0.05、温度为300K。
若将第一板加涂层,使其黑度为0.025,试计算由此引起的传热通量改变的百分率。
假设两板间对流传热可以忽略。
4-19 在ф180×5mm的蒸汽管道外包扎一层导热系数为0.10w/(m.。
℃)的保温材料,管内饱和蒸汽温度为127℃,保温层外表面温度不超过35℃,周围环境温度为20℃,试估算保温层的厚度。
假设管内冷凝传热和管壁热传导热阻均可忽略。
物体以电磁波方式传递能量的过程称为辐射,被传递的能量称为辐射能。
物体可由不同的原因产生电磁波辐射,其中因热的原因引起的电磁波辐射,即是热辐射。
热辐射的机理可定性地描述如下:当向一固体供给能量时,其中的某些分子和原子被提升到“激发态”,而原子或分子有自发地回到低能态的趋势。
此时,能量就以电磁波辐射的形式发射出来。
热辐射和光辐射的本质完全相同,所不同的仅仅是波长的范围。
理论上热辐射的电磁波波长的范围从零到,但是具有实际意义的波长范围为0.4~20 ,这包括波长范围为0.4~0.8的可见光线和波长范围为0.8~20 的红外光线,二者统称为热射线,不过后者对热辐射起决定作用,而前者只有在很高的温度下其作用才明显。
热射线和可见光线一样,都服从反射和折射定律,在均匀介质中作直线传播,在真空和大多数气体中可以完全透过,但不能透过工业上常见的大多数固体或液体。
一、基本概念和定律如图片4-31所示,假设投射在某一物体上的总辐射能量为Q,其中有一部分能量Q A被吸收,一部分能量Q R被反射,另一部分能量Q D透过物体。