今天我就来介绍三种传热方法以及相应的传热知识点 。希望对你有帮助 , 也别忘了收藏这个网站 。
热传递的三种方式是什么?
三种传热模式:
热传递是由物体内部或物体之间的温差引起的 。如果没有外来的功输入 , 根据热力学第二定律 , 热量总是自动从高温转移到低温 。
热能传递有三种基本方式:热传导、热对流和热辐射 。有三种传热方式 。
(1)热传导
当物体各部分之间没有相对位移时 , 分子、原子、自由电子等微观粒子热运动产生的热能转化为热传导 。
热传导的基本计算公式是傅立叶定律:单位时间内热传导传递的热量与垂直于热流的截面积成正比 , 与温度梯度成正比 , 负号表示热传导方向与温度梯度方向相反 。
其中q代表以w为单位的热通量;DT/dx是温度梯度 , 单位为c/m;a为导热面积 , 单位为平方米;
λ是材料的导热系数 , 也叫导热系数 , 单位为W/(m·c)或W/(mK) 。
导热系数是材料固有的物理性质 , 代表材料的导热系数 。导热系数越大 , 材料的导热性能越好 。
(2)热对流
热对流是指流体宏观运动引起的流体不同部分之间的相对位移 , 以及冷热流体混合引起的传热过程 。热对流只发生在流体中 , 流体中的分子是不规则运动的 , 所以热对流总是伴随着热传导 。
工程中常见的是流体流经物体 , 并在物体与其表面之间产生传热过程 。这种现象称为对流传热过程 。
对流传热可分为自然对流和强制对流 。
自然对流是由于流体的冷热部分密度不同造成的 , 比如空散热器附近的气体受热向上流动 。
强制对流是流体因压力差而流动 。比如冷却水路线是水泵驱动 , 而不是密度差 。
热对流的基本计算公式是牛顿冷却公式:
其中q和a与傅里叶公式中的q和a含义相同 , 分别是热流和面积 。
Ts和tf分别代表固体表面温度和流体温度;
h为对流传热系数 , 表示单位面积在单位温差作用下的热流率 , 单位为W/m2·c , 对流传热系数越大 , 传热越剧烈 。
对流传热系数与传热过程中的许多因素有关 。比如物体的物理性质 , 换热表面的形状和大小也与流体的流速有关 。在对流分析中 , 通常需要通过理论分析或实验来计算物体表面的对流换热系数 。
(3)热辐射
物体通过电磁波传递能量的方式就变成了辐射 。物体会因为各种原因发出辐射 , 热发出辐射能的现象称为热辐射 。
辐射和前两种传热方式的区别在于 , 两者都需要物质的存在 , 辐射可以真空甚至真空传递能量 。
物体的辐射热通量可以根据玻尔兹曼定律的经验公式计算:
其中a是辐射表面积 , 单位为m2;
【热传递热传递的三种方式】ε是物体的发射率 , 也称黑度 , 其值总是小于1 , 与物体的类型和表面状态有关;
σ是-常数 , 又称黑体辐射常数 , 是一个自然常数 , 值为5.67x10-8W/m2*k4 。
φ是物体自身辐射的热流 , 而不是辐射传热的能量 。
工程中通常考虑两个或两个以上物体之间的辐射 , 系统中每个物体同时辐射和吸收热量 。它们之间的净热传递通过 方程计算:
其中q是热通量;ε1是物体的黑度;σ是斯蒂芬·玻尔兹曼常数;
A1是辐射面1的面积 , F12是从辐射面1到辐射面2的形状系数;
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