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傳熱學(xué)

傳熱學(xué)是研究物體內(nèi)部或物體與物體之間由溫度差引起熱量傳遞過程的。及其推進的發(fā)展提出了大量的傳熱學(xué)問題。傳熱的基本方式有導(dǎo)熱、對流傳熱和輻射傳熱。傳熱不僅是常見的現(xiàn)象，而且廣泛存在于工程技術(shù)領(lǐng)域。提高的蒸汽產(chǎn)量，防止燃氣輪機燃燒室過熱、減小內(nèi)燃機氣缸和的、確定換熱器的傳熱面積和控制熱加工時零件的變形等，都是典型的傳熱問題。 暖通空調(diào)在線

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傳熱學(xué)作為學(xué)科形成于19世紀。在熱對流方面，英國科學(xué)家牛頓于1701年在估算燒紅鐵棒的溫度時，提出了被后人稱為牛頓冷卻定律的數(shù)學(xué)表達式，不過它并沒有揭示出對流換熱的機理。 暖通空調(diào)zaixian

對流換熱的真正發(fā)展是19世紀末葉以后的事情。德國物理學(xué)家普朗特的邊界層和努塞爾的因次分析，為從理論和實驗上正確理解和定量研究對流換熱奠定了基礎(chǔ)。1929年，施密特指出了傳質(zhì)與傳熱的類同之處。 暖通-空調(diào)-在線

在熱傳導(dǎo)方面，法國畢奧于1804年得出的平壁導(dǎo)熱結(jié)果是導(dǎo)熱定律的最早表述。稍后，法國的傅里葉運用數(shù)理方法，更準確地把它表述為后來稱為傅里葉定律的微分形式。熱輻射方面的理論比較復(fù)雜。1860年，基爾霍夫通過人造空腔模擬絕對黑體，論證了在相同溫度下以黑體的輻射率(黑度)為最大，并指出物體的輻射率與同溫度下該物體的吸收率相等，被后人稱為基爾霍夫定律。 暖通在線

，斯忒藩由實驗發(fā)現(xiàn)輻射率與絕對溫度四次方成正比的事實，1884年又為玻耳茲曼在理論上所證明，稱為斯忒藩-玻耳茲曼定律，俗稱四次方定律。1900年，普朗克在研究空腔黑體輻射時，得出了普朗克熱輻射定律。這個定律不僅描述了黑體輻射與溫度、頻率的關(guān)系，還論證了維恩提出的黑體能量分布的位移定律。 nuantongkongtiaozaixian

傳熱的基本方式有熱傳導(dǎo)、和熱輻射三種。熱傳導(dǎo)是指在不涉及物質(zhì)轉(zhuǎn)移的情況下，熱量從物體中溫度較高的部位傳遞給相鄰的溫度較低的部位，或從高溫物體傳遞給相接觸的低溫物體的過程，簡稱導(dǎo)熱。熱對流是指不同溫度的流體各部分由相對運動引起的熱量交換。工程上廣泛遇到的對流換熱，是指流體與其接觸的固體壁面之間的換熱過程，它是熱傳導(dǎo)和熱對流綜合作用的結(jié)果。決定換熱強度的主要因素是對流的運動情況。熱輻射是指物體因自身具有溫度而輻射出能量的現(xiàn)象。它是波長在0.1～100微米之間的電磁輻射，因此與其他傳熱方式不同，熱量可以在沒有中間介質(zhì)的真空中直接傳遞。太陽就是以輻射方式向地球傳遞巨大能量的。每一物體都具有與其絕對溫度的四次方成比例的熱輻射能力，也能吸收周圍環(huán)境對它的輻射熱。輻射和吸收所綜合導(dǎo)致的熱量轉(zhuǎn)移稱為輻射換熱。實際傳熱過程一般都不是單一的傳熱方式，如對的傳熱，就是輻射、對流和傳導(dǎo)的綜合，而不同的傳熱方式則遵循不同的傳熱規(guī)律。為了分析方便，人們在傳熱研究中把三種傳熱方式分解開來，然后再加以綜合。 nuantongkongtiaozaixian

20世紀以前，傳熱學(xué)是作為物理熱學(xué)的一部分而逐步發(fā)展起來的。20世紀以后，傳熱學(xué)作為一門獨立的技術(shù)學(xué)科獲得迅速發(fā)展，越來越多地與、流體力學(xué)、、電磁學(xué)和機械工程學(xué)等一些學(xué)科相互滲透，形成多相傳熱、非牛頓流體傳熱、燃燒傳熱、等離子體傳熱和數(shù)值計算傳熱等許多重要。

傳熱學(xué)是研究不同溫度的物體，或同一物體的不同部分之間熱量傳遞規(guī)律的學(xué)科。

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導(dǎo)熱 　

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溫度不均勻的物體內(nèi)部或不同溫度的物體直接接觸時，由于的分子、原子運動而引起熱量的傳遞。發(fā)動機中受熱零部件的溫度分布極不均勻，這些零部件中的熱量是以導(dǎo)熱方式從高溫區(qū)向低溫區(qū)傳遞的。 導(dǎo)熱系數(shù)，反映物質(zhì)的熱傳導(dǎo)能力。按傅里葉定律（見熱傳導(dǎo)），，其定義為單位溫度梯度（在1m長度內(nèi)溫度降低1K）在單位時間內(nèi)經(jīng)單位導(dǎo)熱面所傳遞的熱量。各種物質(zhì)的熱導(dǎo)率數(shù)值主要靠實驗測定，其理論估算是近代物理和物理化學(xué)中一個活躍的課題。

暖通百科

熱導(dǎo)率一般與壓力關(guān)系不大，但受的影響很大。純金屬和大多數(shù)液體的熱導(dǎo)率隨溫度的升高而降低，但水例外；非金屬和氣體的熱導(dǎo)率隨溫度的升高而增大。傳熱計算時通常取用物料平均溫度下的數(shù)值。此外，固態(tài)物料的熱導(dǎo)率還與它的含濕量、結(jié)構(gòu)和孔隙度有關(guān)。一般含濕量大的物料熱導(dǎo)率大。如干磚的熱導(dǎo)率約為0.27W/(m·K)而濕磚熱導(dǎo)率為0.87W/(m·K)。物質(zhì)的密度大，其熱導(dǎo)率通常也較大。金屬含雜質(zhì)時熱導(dǎo)率降低，合金的熱導(dǎo)率比純金屬低。各類物質(zhì)的熱導(dǎo)率〔W/(m·K)〕的大致范圍是：金屬為50～415，合金為12～120，絕熱材料為0.03～0.17，液體為0.17～0.7，氣體為0.007～0.17。

對流傳熱 　
流體流過固體表面時與固體表面之間的傳熱過程，是流體的宏觀運動（對流）和微觀運動（導(dǎo)熱）共同作用的結(jié)果。的、渦輪、的等都采用對流傳熱進行冷卻。依靠流體微團的宏觀運動而進行的熱量傳遞。這是熱量傳遞的三種基本方式之一�；どa(chǎn)中處理的物料大部分是流體，流體的加熱和冷卻都包含對流傳熱。在化工生產(chǎn)中，對流傳熱在習(xí)慣上專指流體與溫度不同于該流體的固體壁面直接接觸時相互之間的熱量傳遞。這實際上是對流傳熱和熱傳導(dǎo)兩種基本傳熱方式共同作用的傳熱過程。例如間壁式換熱器中的流體與間壁側(cè)面之間的熱量傳遞，反應(yīng)器中固體物料或催化劑與流體之間的熱量傳遞，都是這樣的傳熱過程。 暖通在線

傳熱阻
傳熱阻以往稱總熱阻，現(xiàn)統(tǒng)一定名為傳熱阻。傳熱阻R0是傳熱系數(shù)K的倒數(shù)，即R0=1/K，單位是平方米度/瓦（㎡K/W）圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K值愈小，或傳熱阻R0值愈大，保溫性能愈好。 暖通空調(diào)zaixian

輻射傳熱 　
任何物體在任何溫度下都在向外界發(fā)射各種波長的電磁波，物體發(fā)射電磁波的能量稱為輻射能，這種現(xiàn)象稱為熱輻射。輻射能不需要任何物體作介質(zhì)，可以在中傳播，輻射能被其他物體吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�。所有落在物體上的輻射能完全被該物體吸收，這類物體稱為黑體。所有落在物體上的輻射能都能穿透過去的物體稱為透熱體，空氣是近似的透熱體，大多數(shù)固體和液體都是不透熱體。所有落在上的輻射能全部被亂反射的物體稱為。對于一般物體，落在物體表面上的輻射能一部分被吸收，其余部分被亂反射，這類物體稱為。被灰體吸收的輻射能與落在灰體上的總輻射能之比稱為灰體的黑度。例如，燃燒室中燃氣內(nèi)含有碳粒時能使燃氣的黑度增加。 暖通-空調(diào)-在線

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傳熱學(xué)理論廣泛應(yīng)用于飛行器及其推進系統(tǒng)的設(shè)計。飛行器及發(fā)動機的防冰系統(tǒng)，高速飛行器表面氣動加熱的防護，發(fā)動機高溫部件的冷卻（見），滑油散熱，以及電子控制設(shè)備的恒溫裝置等都需要應(yīng)用傳熱學(xué)理論。

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機械工程仍不斷地向傳熱學(xué)提出大量新的課題。如澆鑄和冷凍技術(shù)中的相變導(dǎo)熱，切削加工中的接觸熱阻和噴射冷卻，等離子工藝中帶電粒子的傳熱特性，核工程中有限空間的自然對流，動力和化工機械中超臨界區(qū)換熱，小溫差換熱，兩相流換熱，復(fù)雜幾何形狀物體的換熱，湍流換熱等。

隨著等新的實驗技術(shù)的引入和計算機的應(yīng)用，為傳熱學(xué)的發(fā)展提供了廣闊前景。

  本文關(guān)鍵詞：傳熱學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：243548