硅酸鹽熱工基礎(chǔ)課件第三章傳熱原理

傳熱原理本課件將介紹傳熱原理及其應(yīng)用，深入理解熱傳遞的物理過(guò)程，旨在幫助學(xué)習(xí)者掌握傳熱基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)用于實(shí)際工程中。傳熱方式導(dǎo)熱通過(guò)物體內(nèi)部分子的能量傳遞實(shí)現(xiàn)熱傳遞，例如常見(jiàn)的散熱器就是利用導(dǎo)熱散熱。對(duì)流熱空氣的密度小，上升時(shí)冷空氣下降填補(bǔ)成熱，導(dǎo)致了液體或氣體內(nèi)部的熱傳遞。例如使用散熱片這一技術(shù)。輻射熱電磁輻射的方式將熱量從一處傳遞到另一處，不依靠介質(zhì)，如太陽(yáng)輻射的熱量。傳熱基礎(chǔ)物理本質(zhì)熱量的傳遞是由溫度的差異導(dǎo)致的，而熱本身就是物質(zhì)和能量的最基本形式。量化一組熱工量的單位統(tǒng)稱為熱量，如數(shù)量，功率，導(dǎo)熱，冷卻和散熱等。表征方法熱傳遞的表征方法包括溫度，傳熱率，熱導(dǎo)率，傳熱系數(shù)等。對(duì)流傳熱1基本特點(diǎn)對(duì)流傳熱一般發(fā)生在與介質(zhì)接觸的較大物體表面上，對(duì)流傳熱使用最廣泛。2基本方程對(duì)流傳熱可以用牛頓冷卻定律描述，牛頓冷卻定律表明傳熱率正比于溫度差異，正比于傳熱面積。3傳熱系數(shù)計(jì)算傳熱系數(shù)的計(jì)算可以采用實(shí)驗(yàn)手段，并參考不同物質(zhì)的熱導(dǎo)率表格進(jìn)行計(jì)算。4自然對(duì)流傳熱空氣因溫度和密度差異而自然形成的對(duì)流，如熱水器案例的水在膨脹后冷卻下沉形成的循環(huán)。輻射傳熱1基本特點(diǎn)輻射傳熱是不依賴介質(zhì)的傳熱方式，因物體內(nèi)部熱量分子的松散而外放能量，被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能系統(tǒng)等領(lǐng)域。2基本方程黑體輻射是計(jì)算實(shí)際輻射傳熱的基礎(chǔ)，被定義為在給定溫度下單位時(shí)間內(nèi)釋放的能量，熱輻射定律是計(jì)算輻射傳熱的主要方程。3傳熱系數(shù)計(jì)算傳熱系數(shù)的計(jì)算對(duì)于熱設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)非常重要。每個(gè)物體表面的黑度都不同，黑色表面幾乎可以吸收全部輻射，白色表面可以反射全部輻射。4表面黑度與輻射傳熱表面黑度對(duì)輻射傳熱有非常大的影響，一個(gè)理想的表面黑度應(yīng)該是能夠完全吸收而不反射入射輻射能量的表面。導(dǎo)熱傳熱基本特點(diǎn)導(dǎo)熱傳熱通常是從高溫區(qū)向低溫區(qū)的傳熱方式，物體分子內(nèi)部的能量傳遞代表了物體內(nèi)部的傳熱過(guò)程?；痉匠趟梢酝ㄟ^(guò)熱傳導(dǎo)方程來(lái)進(jìn)行計(jì)算，這個(gè)方程的基本形式是傅里葉熱傳導(dǎo)方程。傳熱系數(shù)計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)與材料的熱導(dǎo)率密切相關(guān)，其中材料的厚度和面積對(duì)于計(jì)算的結(jié)果有非常大的影響。傳熱幾何模型平板傳熱模型遭遇較大的平面而被傳遞的熱量，平板傳熱模型被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，如更快地冷卻熔融的金屬。圓柱傳熱模型在圓柱表面的熱量傳遞在很多工業(yè)領(lǐng)域是必須的，如制造加熱和冷卻器以保持工業(yè)設(shè)備的運(yùn)作。球形傳熱模型球形傳熱模型易于處理，通常應(yīng)用于低密度物體上，例如在空氣中的發(fā)射和吸收器中，廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能系統(tǒng)等領(lǐng)域。管道傳熱模型管道傳熱模型主要應(yīng)用于制冷空調(diào)等領(lǐng)域中的冷熱交換，可以有助于提高系統(tǒng)的熱效率。應(yīng)用實(shí)例1傳熱工程實(shí)例分析一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)需要進(jìn)行冷卻來(lái)保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要研究散熱器的傳熱性能來(lái)提高散熱效率