第四章-1-热量传递基本方式
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热量传递的三种基本方式热量传递是在物质中传递热能的过程。
在自然界中,热量会通过不同的方式在物体之间传递,从而调节温度和能量分布。
本文将介绍热量传递的三种基本方式:传导、对流和辐射。
1. 传导传导是热量通过直接接触的方式从一个物体传递到另一个物体的过程。
在传导中,热量从高温区域传递到低温区域,直到两个物体的温度达到平衡。
这种传递是通过物质内部分子间的碰撞和能量传递实现的。
导热性能是一个物质传导热量的重要性能指标。
导热性能取决于物质的热传导系数、形状和温度梯度等因素。
例如,金属具有良好的导热性能,因此常被用于传导热量的材料。
相比之下,绝缘材料的导热性能较差,能够阻碍热量的传递。
2. 对流对流是热量通过流体介质传递的方式。
在对流中,热量通过流体流动的方式从一个区域传递到另一个区域。
流体可以是气体或液体,其流动可以通过自然对流或强迫对流两种方式进行。
自然对流是指由于温度差异引起的流体流动。
当一个区域的温度升高,流体会膨胀变得轻,然后上升;而在另一个区域,流体则会冷却并变得密,然后下沉。
这样的循环运动将热量从热源传递到周围环境。
强迫对流是通过外部的力或设备施加到流体上,使其流动来传递热量。
例如,在散热器中,通过电风扇引导空气流动,加速热量的传递。
这种对流的传热速度通常比自然对流更快。
3. 辐射辐射是通过电磁波的传播而传递热量的方式。
辐射无需介质,可以在真空中传播。
在辐射中,热量以电磁波的形式从高温物体传递到低温物体,不需要任何介质来传递能量。
光和红外线是最常见的热辐射形式。
热辐射的传热能力受到物体的表面特性和温度的影响。
黑体是一种理想化的物体,它对所有入射辐射都能完全吸收,并能以相同的速率发射出辐射。
斯蒂芬-波尔兹曼定律描述了黑体辐射能量与其温度的关系,即辐射功率与温度的四次方成正比。
根据这个定律,温度越高的物体辐射的能量越多。
总结热量传递的三种基本方式分别是传导、对流和辐射。
传导通过物质内部的分子碰撞传递热量,对流通过流体介质的流动传递热量,而辐射则是通过电磁波的传播来传递热量。
1-1热量传递有三种基本方式,它们是( )。
A.吸热、防热、蓄热B.导热、吸热、放热C.导热、对流、辐射D.吸热、蓄热、导热提示:热量传递的三种基本方式是导热、对流、辐射。
答案:C1-2热量传递有三种基本方式,他们是导热、对流和辐射。
关于热量传递下面哪个说法是不正确的?( )A.存在着温度差的地方,就发生热量传递B.两个相互不直接接触的物体间,不可能发生热量传递C.对流传热发生在流体之中D.密实的固体中的热量传递只有导热一种方式提示:两个相互不直接接触的物体间,可以辐射的方式发生热量传递。
答案:B1-3关于保温材料的导热系数的叙述,下述哪一项是正确的?( )A.保温材料的导热系数随材料厚度的增大而减小B.保温材料的导热系数不随材料使用地域的改变而改变C.保温材料的导热系数随湿度的增大而增大D.保温材料的导热系数随干密度的减小而减小提示:保温材料的导热系数随湿度的增加而增大,随温度的升高而增大,有些保温材料的导热系数随干密度减小,导热系数先减小,然后会增大。
答案:C1-4“导热系数”是指在稳态条件下,在以下哪种情况时,通过lm2截面积在lh内由导热方式传递的热量?()A.材料层厚度为1m,两侧空气温度差为1℃B.围护结构内外表面温度差为1℃C.围护结构两侧空气温度差为1℃D.材料层厚度为lm,两侧表面温度差为1℃提示:“导热系数”是指在稳态条件下,材料层厚度为1m,材料层两侧表面温度差为注:“建筑物理”模拟题均为一级注册建筑师使用。
1℃时,在1h内通过lm2截面积由导热方式传递的热量。
答案:D1-5下列物理量的单位,()是错误的。
A.导热系数[W/(m·K)]B.比热容[KJ/(Kg·K)]C.传热阻[(m·K)/W]D.传热系数[W/(m2·K)]提示:传热阻的单位应是m2·K/W。
答案:C1-6下列材料导热系数由大到小排列正确的是()。
A.钢材、加气混凝土、水泥砂浆B.加气混凝土、钢材、玻璃C.钢材、水泥砂浆、加气混凝土D.水泥砂浆、红砖、钢材提示:请查看《民用建筑热工设计规范》所列建筑材料热工指标。
(完整版)传热学知识点传热学主要知识点1. 热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2. 导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3. 对流(热对流)(Convection)的概念。
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。
4 对流换热的特点。
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: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5. 牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
q ' = h (t w - t ∞ )(w)= q 'A = Ah (t w - t ∞ )w / m 2h 是对流换热系数单位 w/(m 2 k) q ' 是热流密度(导热速率),单位(W/m 2)是导热量 W6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于 0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的 4 次方。
7. 导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数: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、壁面形状大小等传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
第一章导热理论基础1 傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
傅立叶定律(导热基本定律):q ' = -k ?dT q ' = -k ?T = -k (i ?T + j ?T + k ?T) x ?dx ?x ?y ?zq ' = -k ?T n ?nT(x,y,z)为标量温度场圆筒壁表面的导热速率 q r= -kA dTdr = -k (2rL ) dT dr垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度,方向与温度梯度相反。
热力学基础热量传递方式在我们的日常生活和各种工业生产过程中,热量传递是一个极其常见且至关重要的现象。
从我们冬天取暖时感受到的温暖,到汽车发动机的冷却,再到电子设备的散热,热量传递都在默默地发挥着作用。
那么,热量传递到底有哪些方式呢?让我们一起来深入了解一下。
热量传递主要有三种基本方式:热传导、热对流和热辐射。
首先来说说热传导。
热传导是指由于物体内部或物体之间存在温度差,使得热量从高温处向低温处传递的过程。
这就好比是一群人排队传递物品,排在前面的人把物品递给后面的人,依次传递下去。
在固体中,热传导主要是通过自由电子的运动和晶格的振动来实现的。
比如,我们拿着一根金属棒的一端,在另一端用火加热,很快就能感觉到这一端也变热了,这就是热传导的作用。
不同的材料热传导的性能也不一样,像金属通常是热的良导体,而木材、塑料等则是热的不良导体。
热对流则是指由于流体的宏观运动而引起的热量传递现象。
这里的流体包括气体和液体。
想象一下烧开水的场景,水在锅里受热后会产生对流,底部的热水向上流动,上部的冷水向下流动,从而形成了循环,使得整锅水逐渐升温。
热对流又可以分为自然对流和强制对流。
自然对流是由于流体内部温度不均匀而引起的密度差异,从而产生的流动。
比如,室内空气的流动就是一种自然对流,靠近暖气片的空气受热上升,冷空气则从下方补充进来。
强制对流则是通过外部力量,如风扇、水泵等,迫使流体流动来加强热量传递。
例如,汽车发动机的水冷系统就是通过水泵让冷却液强制循环来带走热量的。
接下来是热辐射。
热辐射是物体由于自身温度而向外发射电磁波来传递能量的过程。
与热传导和热对流不同,热辐射不需要任何介质,可以在真空中进行。
太阳的能量就是通过热辐射传递到地球上的。
任何物体,只要其温度高于绝对零度,就会不停地向外辐射热量。
而且,物体的温度越高,辐射的能量就越大,波长就越短。
比如,烧红的铁块会发出明亮的光,就是因为它的温度高,辐射出了大量的可见光。
热量传递主要有三种基本方式及导热对流和什么
热量传递的三种基本方式:热传导,热对流和热辐射。
1.热传导:通常也称为导热,是物体内部或相互接触的物体表面之间,由于分子、原子及电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。
导热依赖两个基本条件:一是必须有温差,二是必须直接接触(不同物体)或是物体内部传递。
2.热对流:是指由于流体的宏观运动,致使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象,对流只能发生于流体中,且一定伴随着流体分子的不规则热运动产生的导热。
对流换热按流动的起因不同(流动的驱动力不同)分为自然对流和强迫对流两种。
自然对流是由于温差引起的流体不同部分的密度不同而自然产
生上下运动的对流换热。
因此,有温差不一定能发生自然对流,还应考虑表面的相对位置是否能形成因温度差导致的密度差引起的流体
运动。
当固体表面的温度高于环境的空气温度时,该表面上方的空气受热后密度变小,自由上升,从而发生自然对流换热。
在表面下方,紧挨表面的空气受热后密度变小,由于受到阻挡积聚在表面底下,难以产生空气的自由运动,从而没有自然对流换热的发生。
而表面的下方,空气受冷后自由下沉,则可以发生自然对流换热。
强迫对流则是流体在外力的推动作用下流动所引起的对流换热。
强迫对流换热程度比自然对流换热剧烈得多,当流体发生相变的时候,对流换热则分别称为沸腾换热和凝结换热。
3.热辐射,热辐射不需要任何中间介质而远距离传播,并且在传播过程中有热能-辐射能-热能的能量形式转换。
传热学主要知识点1.热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2.导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流(热对流)(Convection)的概念。
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。
4对流换热的特点。
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: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 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于0 K,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的4次方。
7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数: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。
传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
常温下部分物质导热系数:银:427;纯铜:398;纯铝:236;普通钢:30-50;水:;空气:;保温材料:<;水垢:1-3;烟垢:。
8.实际热量传递过程:常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。
9.复杂传热过程Upside surface: adiabaticDownside surface: adiabatic xai LL2L A/A/A/第一章导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
热量传递的基本方式和公式热量传递是热力学中非常重要的一个概念,它是指热量从高温区域到低温区域的传输过程。
具体而言,热量传递是通过能量传递的方式,将高温物质的热量转移到低温物质中的过程。
在这个过程中,温度差是推动热量传递的主要因素。
在本文中,我们将探讨热量传递的基本方式和公式。
1. 热传导热传导是指热量通过物体内部分子的碰撞传输的过程。
物体内部分子的平均动能(温度)差异导致热量传递的不均匀分布。
热传导有三个主要因素:物质的热导率、物体的厚度和温度差。
热传导的基本方程式可以用傅氏定律表示为:q = -kA(dT/dx)其中q代表单位时间内的热量传导量,k代表热导率,A代表传热面积,dT/dx是温度梯度。
根据热传导方程,可以得出热量传递的速率与温度梯度成正比,与热导率和传热表面积成反比。
因此,在实际应用中,可以通过改变材料或者调整温度差来控制热传导的速率。
2. 热对流热对流是指热量通过流体介质的对流传输的过程。
在热对流过程中,物体表面所处的流体介质被加热后产生的热胀冷缩现象导致流体产生对流运动。
热传导方程中的温度梯度被温度差和流体的热扩散率代替,由于在对流过程中,传热面积难以精确测量,因此,热对流的传热速率通常根据下列的涡度传热公式进行计算:q = hA(Ts - T∞)其中q代表单位时间内的热量传递量,h代表表面传热系数,A 代表传热面积,Ts代表表面温度,T∞代表流体的自由温度。
涡度传热公式适用于低速流体和对流区域不是很大的情况。
3. 热辐射热辐射是指热量通过电磁波的传输机制传输的过程。
热辐射是一种没有传质物质的热量传递方式,在宇宙中的传热过程中非常重要。
热辐射传热速率取决于热辐射强度和传热面积。
通常来说,热辐射强度和温度的4次方成正比,表面之间的热辐射率和表面温度差的第4次方成正比。
总之,热量传递是自然界中一种常见的现象,在许多工业和科学领域中都有广泛的应用。
热传导、热对流和热辐射是三种基本的热量传递机制,在不同的情况下都有各自特点和适用范围,正确选择适当的传热机制对于提高传热效率至关重要。
热量传递的三种方式
热量传递的三种方式:热传导、热辐射和热对流。
生产和生活中所遇到的热量传递现象往往是这三种基本方式的不同主次的组合。
扩展资料
热量传递基本方式
热传导:温度不同物体(一般是固体)相接触传递热量。
热对流:热对流指由于流体的宏观运动,冷热流体相互掺混而发生热量传递的方式。
这种热量传递方式仅发生在液体和气体中。
由于流体中的分子同时进行着不规则的热运动,因此对流必然伴随着导热。
热辐射:物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。
辐射有多种类型,其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
热传递之间的分别
热传导是由于大量分子、原子等相互碰撞,使物体的内能从温度较高部分传至较低部分的过程。
热传导是固体热传递的主要方式,在气体和液体中,热传导往往与对流同时进行。
各种物质热传导的性能不同,金属较好,玻璃、羽毛、毛皮等很差。
对流是靠液体或气体的流动,使内能从温度较高部分传至较低部分的.过程。
对流是液体和气体热传递的主要方式,气体的对流比液体明显。
热辐射是物体不依靠介质,直接将能量发射出来,传给其他物体的过程。
热辐射是远距离传递能量的主要方式,如太阳能就是以热辐射的形式,经过宇宙空间传给地球的。