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最新教科版科学五年级下册第四单元6.1哪个传热快

最新教科版科学五年级下册第四单元6.1哪个传热快

3.在下列三种材料的大小和形状都相同的情况下，传热最快 的是（ A ）。 A.金属 B.塑料 C.陶瓷 4.下面最适合做电熨斗底部材料的是（ B ）。 A.塑料 B.不锈钢 C.木头
哪个传 热快
推测哪种勺子 更烫手
比较木勺、塑 料勺、金属勺
的传热快慢
比较铜、铝、 铁等金属材料
的导热性能
热的良导体
实验目的:观察不同材料的导热性。 实验材料:烧杯、热水、木勺、塑料 勺、金属勺、蜡(或感温油墨)等。
实验步骤: (1)准备相同大小的木勺、塑料勺、 金属勺，在三种勺子的勺柄中段 涂上蜡(或感温油墨)，晾干。 (2)在烧杯中加入约100毫升开水。 将三种不同材质的勺子同时浸入 热水中，观察勺柄上蜡(或感温油 墨)的变化，并记录。
导热性能好的物体，往往吸热快， 散热也快。若某些零件在使用中需要大 量散热，则可以使用导热性能好的材料。
选择
1.下列材料适合做餐桌上的碗垫的是（ B ）。 A.蜡 B.橡胶 C.不锈钢 2.如图所示，铁锅的手柄是用木棒制作的，这是因为（ B ）。 A.木棒的传热能力强 B.木棒的传热能力弱 C.木棒不能传热
用蜡(或感温 油)来判断它 们传热的快慢。
实验步骤: （1）准备相同粗细、长短的铜丝、铁丝、铝丝来比较， 在三种金属丝上涂上蜡(或感温油墨)，晾干。 （2）等三种金属丝晾干后，分别用手摸一摸，感受它们 的冷热。 （3）调整酒精灯的位置，在热传导器的正中心加热。 （4）观察加热过程中三种金属丝上蜡(或感温油墨)的变 化，并记录。
三种金属中，铜的传热速度最快，其次是铝，传热速度最慢的铁。
1.不同材料的物体，传热的快慢相同吗？什么材料传热更快？
在上面的实验中,我们发现了不同的材料传热的快慢不 同,金属材料传热比较快，塑料和木头等材料传热比较慢。

传热综合实验

传热综合实验

6.6 实验注意事项
（1）检查热水箱中的水位是否在正常范围内。特别是每个实验结束后，进 行下一实验之前，如果发现水位过低，应及时补给水量。 （2）必须保证空气管线的畅通。即在接通风机电源之前，两个空气支路控 制阀之一和旁路调节阀必须全开。在转换支路时，应先关闭风机电源，然后开启 和关闭支路阀。 （3）调节流量后，应至少稳定 3~8 分钟后读取实验数据。 （4）热水箱温度不要调节过高，以免损坏设备。建议热水箱温度在 60-80℃ 范围。
度。t1，t2，T1，T2， Vm 可采取一定的测量手段得到。
6.4 实验装置
1. 实验装置面板图
图-1 传热过程综合实验面板图
3
2. 实验装置流程示意图
图-2
传热综合实验装置流程图
1-套管换热器空气进口温度；2-套管换热器空气进口阀；3-列管换热器热水出口温度； 4-列管换热器空气入口阀；5-列管换热器空气入口温度；6-空气流量；7-空气旁路调节阀； 8-套管换热器；9-列管换热器；10-列管换热器壁面温度；11-套管换热器空气出口温度； 12-套管换热器热水进口阀；13-列管换热器空气出口温度；14-列管换热器热水进口温度； 15-热水流量；16-列管换热器热水进口阀；17-热水调节阀；18-离心泵；19-风机； 20-热水箱内温度；21-加热器；22-热水箱；23-排水阀
其中质量流量由下式求得：
（6-12）
Wm
Vm m 3600
（6-13）
式中： Vm ——冷流体在套管内的平均体积流量，m3 / h； ℃)； Cpm ——冷流体的定压比热，kJ / (kg·
m ——冷流体的密度，kg /m3。
Cpm 和 m 可根据定性温度 tm 查得， t m

传热傅里叶定律

传热傅里叶定律

Φ =
单层圆筒壁传 导传热公式：
L
圆筒壁传导传热时传热面积 A = 2πrl 傅立叶定律写为：
因圆筒壁厚度δ = r2 – r1 上式可写成：
添加标题
Φ =
添加标题
其中 rm = (r2 - r1)/ ln
添加标题
半径的对数平均值 当r2/rl < 2时，用算术平均值 rm = (r1+r2)/2
t
热流体
冷流体
Φ
Φ
A
1
A
2
δ
01
添加标题
流体的流动形态对于流体的传热有决定性的影响
02
添加标题
以湍流流体向壁面给热的情况为例：
03
添加标题
湍流层：对流传热，没有温度降；
04
添加标题
过渡层：传导传热和对流传热，有较小温度降；
05
添加标题
层流内层：传导传热，有较大的温度降。
06
添加标题
层流内层的热阻的对流传热的控制因素。
定态的一维平壁热传导，导热速率Φ和传热面积A都为常量
δ
t1
t2
Φ
当 x=0时，t = t1； x= δ时，t = t2；且t1 > t2
t1
t2
t
δ
0 δ
=
Φ
A (t1 – t2)
l δ
= -l
Φ
A
dt dδ
δ l = (t1 – t2) δ l 单层平壁的热传导公式
傅立叶定律
平壁热传导
圆筒壁热传导
多层
单层
多层
单层
L
= -l
Φ
A
d t dδ

传热学：第六章 热辐射及辐射传热

传热学：第六章 热辐射及辐射传热

本章总说明
❖ 物体的辐射特性包含发射特性和吸收特性 ❖ 课程中提到的温度包括两个： ❖ （1）工业高温，小于2000K——红外辐射 ❖ （2）太阳高温，近6000K——太阳辐射
6.1 热辐射的基本概念
6.1.1 热辐射
❖ 辐射——物体向外界以电磁波的方式发射携带 能量的粒子的过程
❖ 宏观－辐射是连续的电磁波传递能量的过程 ❖ 微观－辐射是不连续的光子传递能量的过程 ❖ 电磁波的本质是具有一定能量的光子(粒子)，
❖ 引入立体角的目的是衡量表面辐射的方向特性 ❖ 表面在半球空间辐射的能量按不同方向分布的规
律只有对不同方位中相同的立体角来比较才有意 义
❖空间方位不同，可 以见到的辐射面积是 不同的
❖——表面的法线方 向最大
❖——切线方向最小，为零
❖ 表面在半球空间辐射的能量按不同方向分布的规 律只有在相同的辐射面积下来比较才有意义
❖ 几何上，“角”反映了在空间某一方向所占区域 的大小
❖ 平面几何中，用平面角表示在平面上所占区域的 大小
❖ 单位“弧度”
❖ 类似地，为了表示物体在三维空间中某一方向所 占空间的大小，引入“立体角”的概念
❖ 立体角（solid angle）：球面面积As与球面半径 r2之比
❖ 单位：sr
As r2
❖ 波长不同，特性不同：
❖ ——短波的γ射线、X射线等，高能物理学家和
核工程师更感兴趣 ❖ ——波长在1mm－1m的电磁波称为微波，能穿
透塑料、陶瓷和玻璃等，但会被水等极性分子 吸收而产生内热源——微波炉的原理 ❖ ——波长大于1米的电磁波主要用于无线电技术 中 ❖ 热辐射中发出的电磁波通常称为热射线，本质 上也是电磁波
❖ 用“E”表示，W/m2 ❖ 辐射力表述了物体在一定温度下发射辐射能本

钢化玻璃传热系数范围

钢化玻璃传热系数范围

钢化玻璃传热系数范围
钢化玻璃是一种工业制品，广泛应用于建筑等领域。

在了解钢化玻璃的传热系数之前，先了解一下什么是传热系数。

传热系数是指单位时间内，单位面积内的热量传递量与温度差之比。

简而言之，就是
用来描述一个物体在传递热量时的速度的物理量。

传热系数通常用W/（m²·K）表示，其中W表示热量传递量，m²表示传热面积，K表示温度差。

钢化玻璃的传热系数是多少呢？具体来说，它的传热系数范围是在5.8～6.2 W/
（m²·K）之间。

这个范围是指不同厚度的钢化玻璃的传热系数都在这个范围内。

在这个范围内，不同厚度的钢化玻璃的传热系数略有差别。

一般来说，玻璃越厚，其
传热系数就越小。

因为厚玻璃的热容量更大，传热速度更慢。

如果您需要更具体的数据，可以参考以下钢化玻璃的传热系数表格。

| 厚度（mm） | 传热系数（W/（m²·K）） |
|-----------|----------------------|
| 4 | 5.8 |
| 5 | 5.9 |
| 6 | 6.0 |
| 8 | 6.1 |
| 10 | 6.2 |
需要注意的是，这个范围仅适用于平板钢化玻璃，对于其他类型的钢化玻璃（如弯曲
钢化玻璃、双层钢化玻璃等），其传热系数可能会有所不同。

总的来说，钢化玻璃的传热系数是比较低的。

这使得钢化玻璃在保温、隔热等方面表
现良好，是一种优秀的建筑材料。

管内的传热系数

管内的传热系数

化工计算手册（第三版） P234、2367,18管内流体流动的传热系数:强制对流，显热计算物性如下所列的流体通过长度为20ft （6.1m ）、内径为 0.62in （0,016m ）的管道的传热系数。

流体主体温度为212°F （373K)，而管道表面温度为122°F ( 323K)。

如果流体流量为2000lb/h(901.2kg/h)，计算传热系数。

如果流体流量降低为100lb/h 计算传热系数。

流体物性c=比热容=0.65Btu/（lb ）（°F ）[2.72kJ/（kg ）（K ）] k=热导率=0.085Btu/（h ）（ft ）（°F ）[0.147W/（m ）（K ）] μw =122°F 时的粘度=4.0lb/（ft ）（h ）（1.65cP ） μb =222°时的粘度=1.95lb/（ft ）（h ）（0.806cP ） 【计算步骤】1.选用适当的传热系数方程流体流过管内的传热系数可用下列方程计算 a ，对雷诺数(DG/μ)大于8000()()()14.02.032//./023.0b w DiG k c cG h μμμμ=b.甲对雷诺数(DG/μ)小于2100()()()()14.031332///./86.12bw Di L DiG k c cG h μμμμ=式中h 一—传热系数; C —比热容;G —质量速度(质量流率除以横截面积); μ—粘度;μw —表面温度下的粘度;μb 一流体主体温度下的粘度; k —热导率; Di —内径; I,—长度。

2.对2000lb/h 流量计算DiG/μ()()2527595.114/12/62.020001262.02-=πμDiG3.对2000lb/h 流量计算h.,因为DiG/μ大于8000，()()()14.02.032//./023.0b w DiG k c cG h μμμμ=()()()[]()[]()()14.02.032295.1/0.425275085.0/95.1065.04/12/62.0/200065.0023.0π=h=280.3Btu/（h ）（ft 2）（°F ）[1592W/（m 2）（K ）] 7.20 通过管束的流体流动的传热系数:强制对流，显热如果流体流过下列几何结构的管束，计算物性如例7.18所列的流体的传热系数。

高等传热学课件对流换热-第6章-1

第六章高速流动对流换热在前面几章介绍的强制对流换热中，我们假设速度和速度梯度充分小，以致动能和粘性耗散的影响可以忽略不计。

现在考虑高速和粘性耗散的影响。

我们主要介绍有更多重要应用的外部边界层。

6.1 高速流对流换热基本概念高速对流主要涉及以下两类现象：z从机械能向热能的转换，导致流体中的温度发生变化；z由于温度变化使流体的物性发生变化。

空气一类气体若具有极高的速度，将会导致超高温离解、质量浓度梯度，并因此发生质量扩散，使问题变得更加复杂。

这里仅限于关注未发生化学反应的边界层；对空气来说，这意味着我们将不考虑温度超过2000K或者马赫数高于5的情况。

对液体，如果普朗特数足够高的话，粘性耗散实际上在中等速度时就具有很可观的作用。

我们的讨论仅限于普朗特数接近于1的气体。

有关高速对流的研究大都涉及对机械能转换和流体物性随温度变化两个因素的总体考虑，很难看到它们单独的影响。

这里，我们暂不考虑变物性的影响，首先讨论能量转换问题。

能量转换过程能可逆地发生，也能不可逆地发生。

比如，在边界层内，激波与粘性的相互作用使得机械能与热能间的不可逆转换增大，无粘性的速度变化（比如在接近亚音速滞止点附近流体的减速）则产生可逆的，或者非常接近可逆的能量转换。

高速边界层滞止点的比较能很好地说明这两种情况的明显区别。

z在滞止点（图6-1）处速度降低，边界层以外的压力和温度提高。

对于亚音速流动，该过程几乎是等熵的，流体粘度不起什么作用。

无论减速可逆还是不可逆，滞止区边界层以外的流体温度等于滞止温度，也就是说，流体温升来自于绝热减速：（6.1.1） 若不考虑变物性影响，并用*T ∞代替T ∞，低速滞止点的解也能适用于高速滞止点问题： w w ()q h T T ∗∞=− （6.1.2）z 但高速边界层问题有所不同。

如果自由速度很高，边界层以内速度梯度很大，边界层内因粘性切应力产生粘性耗散。

如果物体是绝热的，那么耗散产生的热量可以靠分子或者涡漩传导的机理，从靠近表面的向边界层外传递出去，如图6-2所示。

传热学第六章


流动全部为紊流
局部传热系数关联式 Nuxm 0.0296Rex4m/5Prm1/3
平均传热系数关联式 Num 0.037Rem4/5Prm1/3
Rex=0≥108 0.6 Prm 60
混合边界层
h

1 l

xc
0
hcx
dx
1
l
xc
hcx
2 dx
Rem

u d o
层流 Rem 1.4 105
层流、紊流的转变
特征速度 来流速度 u∞ 特征尺寸 管外径 d0
Rem＞1.4 105
定性温度 热边界层的平均温度 tm=1/2(t∞+tw)
1.流动的特征
圆柱前半部，沿流动方向流体处于加速减压状态，沿流向压 力逐渐减小。圆柱后半部，沿流向压力逐渐增加。最大粘滞 摩擦力处于圆柱表面处，因而圆柱表面附近的流体受到的阻 力最大。
小结：利用关联式获取表面换热系数的关键步骤
1，熟悉对象：如流过平板、圆柱、球或管束； 2，确定特征温度，查表获取特征温度下流体的热物理参数； 3，确定特征长度，计算Re数； 4，确定要获取局部、还是平均表面换热系数； 5，选择合适的关联式计算无量纲表面换热系数，即Nu数； 6，计算换热系数。
2017/10/23
第六章 单相对流换热的实验关联式
Convection Heat Transfer
§6-1 管内强制对流传热
6.1.1管内强制对流流动和换热的特征
入口段 充分发展段
1. 层流和湍流判别
层流： Re 2300 过渡区： 2300 Re 10000 旺盛湍流： Re 10000
Nu f

传热学6_1详解


3c1 0
d1
0
bc11
1 1
a1 b1 c1 d1 0
d1 0
1
hua1 d b1 c1 d1
hu0d11 0
hd
Nu
同理：
2
ud
ud
Re
3
cp
a
Pr
17
h f (u, d,,, , cp )
Nu f (Re, Pr)
18
§6-2 相似原理的应用
• 指导试验的安排 • 指导试验数据的整理 • 指导模化试验
7
实验中只需测量各特征数所包含的物理量,避免了测量 的盲目性——解决了实验中测量哪些物理量的问题
按特征数之间的函数关系整理实验数据，得到实用关 联式——解决了实验中实验数据如何整理的问题
可以在相似原理的指导下采用模化试验
—— 解决了实物试验很困难或太昂贵的情况下，如何进 行试验的问题
因此，我们需要知道某一物理现象涉及哪些无量纲数？ 它们之间的函数关系如何？
同理，自然对流换热微分方程组的解可用Nu、Gr、
Pr组成的关联式表示，即 Nu f (Gr, Pr)
按上述关联式整理实验数据，得到实用关联式 解决了实验中实验数据如何整理的问题
28
•流动特点 •换热特点 •关联式的选择
29
§6-3 内部强制对流传热的实验关联式
一. 管槽内强制对流流动与换热的一些特点
t
' f
t
"
tw"
t
" f
tf”
充发段足够长（进口段影响
忽略不计）： t t"
进口段影响不能忽略：
x t 1 (t' t" )

新版化工原理-6章传热-总结学习课件.ppt


0901
6
二、传热的基本方式 1、热传导
物体中的分子或质点不发生宏观位移。
2、对流给热
流体中质点的位移和混合而引起的热量传递过程。
特点：
流体中质点有相对的宏观位移 仅发生在液体和气体中
3、热辐射
热辐射是以电磁波的形式发射的一种辐射能，辐射能被 物体全部或部分的吸收而变为热能。
0901
7
第二节 热传导 6.2.1 傅里叶(Fourier)定律和热导率
热Φ 流 体
Tw
Φ
冷 流 体
tW
t
流体通过间壁的热交换
0901
16
二、因次分析法获得的对流给热系数
l

f
(lu
, cp
,
l
3

2 g 2
t
)
可表示成
Nu = ARea PrbGrc 式（6-36）
或 Nu = f(Re,Pr,Gr)
0901
17
6.3.3 无相变的对流给热系数的经验关联式
Q
t


Δt R
=
推动力 阻力
式（6-10）

λA
t1
t2
dx
A
t1 > t2
x
q Q t A
式（6-9）
其中: R 导体的热阻K/W
λA
平壁内温度沿壁厚呈直线关系（λ为常数）
0901
10
二、多层平壁的稳态热传导
t δ1 δ2 δ3
1 2 3
t1 t2 t2t3
0901
2. 选择冷却介质的出口温度。
为求得传热系数K, 须计算两侧的给热系数α, 故设计者必须决定：
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T
小 气体
2013-12-6
9
通过平壁的定态导热
热量衡算： Q进 Q出 Q累积 定态导热： Q进 Q出
t
δ
t1
t2
x, x
q x A q x x A
t t dt q Q A Q qA A dx t t 推动力 Q 过程速率 传递过程 R 阻力 速率通式 A
t1 t 2 Q λ Am δ
Δt Δt 推动力 δ R 热阻 λ Am
对数平均面积
2013-12-6
通过多层壁的定态导热
Q t1 t 2
t1 t2 t3 t4 Q
1 1 A1

t2 t3
2 2 A2

t 3 t4
3 3 A3
Δt Q δ λ Am
δ1 δ2 δ3
1 接触热阻Rc ： Rc c A
W ２ αc : 接触系数， （ｍ .℃）
13
作业 6-1、6-5
补充题 为什么要晒被子？
2013-12-6
14
2013-12-6
δ3 δ1 δ2 ( t1 t 2 ) : ( t 2 t 3 ) : ( t 3 t 4 ) : : R1:R2:R3 λ1 A1 λ2 A2 λ3 A3
t3 Δt t 1 总推动力 Q Q 1δ 1总阻力2 1 λA c A 2 A A
例3 当滤布阻力可以忽略，若要恒压操作的间歇过滤机
取得最大生产能力，在下列两种条件下，如何确定过滤
时间？
⑴规定每一循环中辅助时间，洗涤时间； w D ⑵规定每一循环中辅助时间，洗水体积与滤液体积之比 V D 2 2 τD τw τ 解：V KA Q 1 8a w D KA dQ τ w τ D一定 Q 0 Qmax w D dτ 8(V Ve )Vw 8aV 2 V2 τ D一定 a Vw 一定 τ 2 τ w 2 V KA KA2 KA
2013-12-6
dt q 常数 dx
x
10
t Q R A
t
R一定，t ，Q t一定，R ，Q
烧水 问题 温度差、金属材料
R , A ,
面积、壶底厚度
q
通过圆筒壁的定态导热
管长l ,内径r1 , 温度t 1 , 外径r2 , 温度t 2
800C
200C
?0C
？时间 ？温度
传热学研究的内容：
热量传递的快慢，是热力学的扩展。
2013-12-6 4
传 热 目 的
使物料达到指定的温度（加热或冷却）；
回收能量（热量和冷量）；
保温（保温和保冷）。
冷热流体的接触方式：直接接触式、蓄热式、间壁式
加热剂 热水、饱和水蒸气、矿物油、联苯、 熔盐、烟道气等。 载热体 冷却剂 冷水、空气、冷冻盐水、液氨等。 载热体选择的原则：温度合适、易于调节、不易 分解、安全无毒、价廉易得。
微元体：半径r，厚度Δr的圆筒 热量衡算： Q进 Q出 Q累积 定态导热： Q进 Q出来自Q 2π rlq 常数
2013-12-6
dt q ～r dr
11
dt dt Q dr r r1 , t t 1 Q 2rl 2π l λ r r r2 , t t 2 dr
2π lλ(t1 t 2 ) 2π lλ(t1 t 2 ) Q r2 d2 ln ln r d 1 1
r2 r1 rm r2 ln r 1
Δt Q R δ R λ Am
12
Am 2π rm l, δ r2 r1
0
t q n
t n
: 法向温度梯度 C ,
m
W : 热导率，
2013-12-6
mC
8
0
du 热导率是表征材料导热性能的参数， dy 是分子微观运动的宏观表现。

大 固体 液体
大
小 金属 α< 0
金属、非金属 λ λ0 (1 at )
非金属 α> 0
T 特例：水、甘油 T
Q 1 1 8a τD V 2 KA V
dQ 0 dV
～
2013-12-6
d 1 Q 0 dV
end
1
第六章 传 热
2013-12-6
2
原 料
调温 调压 升温
反 应
分 离
干 燥
产 品
调温
降温
保温
第六章 传 热
2013-12-6
3
6.1 概述
传热：由温差引起的热量转移，又称为热传递。
2013-12-6 5
热流量：Q，W=J/s
热流密度：q，W/m2=J/m2s q 又称热通量。 传热的方向： 高温 定态过程
热流体
冷流体
低温
dQ q dA
Q、q,不随时间变化 Q进 Q出 Q累积
Q累积 0
Q累积 0
2013-12-6
t = f (x、y、z)。
Q A qdA

非定态过程
Q、q = f (x、y、z、θ)
间歇操作
QT A0 qd
6
热传导 传热的基本方式 热对流
发生在物体内部
发生在流体内部
热辐射
热流体 传导 对流 传导
发生在物体之间
冷流体 传导 对流
给热
传热过程
2013-12-6
给热
7
6.2
热传导
t1
q
t2
t q n
傅立叶（Fourier）定律