当前位置:文档之家› 传热学作业

传热学作业

传热学的本质就是热传递,热传递现象无时不在,它的影响几乎遍及现代所有的工门,也渗透到农业,林业等许多技术部门中。

可以所除了极个别的情况以外,很难发现一个行业,部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。

传热学不仅在传统工业领域有很大的应用空间,在许多诸如航空航天,何能,微电子,材料,生物医学工程,环境工程,新能源以及农业工程等徐国高新技术领域也都在不同程度上依赖于传热学的最新成果,从这些方面不难看出,传热学在各个领域的应用中起到了不可替代的作用。

在传统工业和农业领域的应用:
1.传热学辅助与能源动力工业,如核电站的反应堆要经受一定的温度,压力和
高通量的中字辐射。

为了提高能源利用水平,必须不断强化炉内各传热表面
与燃气,烟气之间的换热。

核反应堆中则要强化燃料体原件与载热剂之间的
换热。

2.在石油及化工,冶金,建筑领域,其主要工艺工程都涉及到加热或者冷却。

之所以我们国家的在这些行业里的能耗是发达国家的数倍的直接原因就是,
由于和传热有直接关系的因素存在缺陷,如设备陈旧,工艺落后,管理水平
低等。

3.在建筑和建材工业领域里,建筑物的节能,采光和通风等均与传热关系密切。

建筑擦材料像水泥,建筑砖瓦,玻璃和卫生陶瓷等,大量使用高温炉窑焙烧
工艺,能耗极高而能效很低。

这些都是设备陈旧造成的。

而这些设备必须用
传热原理进行改造和更新。

4.空调制冷和集中供热行业是传热学的主要领域分支。

增大制冷剂的沸腾,凝
结表面传热系数,研究有关的强化传热技术和强化原件的制造工艺始终是提
高制冷机组性能的关键。

从20世纪80年代初引进国外的先进技术和产品开
始,现在国内不少厂家已经掌握了多种用于各类制冷机组上的强化沸腾或强
化冷凝传热表面和元件的制造工艺,如多孔表面沸腾管,单面或双面强化冷
凝管,以及波纹板式紧凑型蒸发器、冷凝器等。

特别值得提出,随着对大气
层和生态环境有害的氯氟烃类制冷剂的停产停用,对新制冷工质,尤其是混
合工质的传热性能的研究显得相对薄弱。

集中供热以其高效率、可靠性和清
洁无污染赢得了越来越大的市场,供热管网的隔热保温材料和技术、高效换
热设备、防腐措施、流动减阻和独立热计量等问题变得日益突出。

它们大多
数都与传热有很密切的关系。

5.在纺织业,不光种植的时候要用到传热学的原理,而且在加工的时候也要用
到传热学的原理。

市场上琳琅满目的保暖衣物产品都是利用传热学原理进行
加工制造的。

6.在铸造、焊接、金属热处理等常规机械加工工艺过程中,存在大量的非稳态
导热、移动边界的固液相变传热以及各类对流换热问题。

在精密机械和精密
仪器的制造和使用过程中,热应力和热变形量的预测、修正及控制也同样有
赖于传热原理的指导。

7.在土木水力工程领域也和传热学有直接的关系,比如在我们建筑水坝的时候,
浇筑水泥后的固化过程也是一个生热过程,掌握并控制水泥浇筑时的温度以
及随后固化过程中温度的变化,对消除坝体内的热应力,减少消除内部裂纹,
对保证工程的质量和大坝的长期安全有及其重要的意义。

在高新技术领域的应用:
1.多孔介质中的传热传质是当今传热学科中比较前沿的领域。

这些由固体骨架
或固体颗粒堆积组成的多相体系,其中的质量,动量和热量的传递规律是揭开
很多大自然秘密的关键因素。

近20年来,我国在冻土地区青藏铁路格尔木至
唐古拉山口地段路基和沿线修筑建筑物的地基处理,石油热采技术的开发,京
津地区地热资源的勘测评估,地下洞库的工程建设等重大项目以及热管的应用
开发等都涉及到多孔介质的传质传热问题,逐步引起了我国工程技术界的注意。

2.航空航天领域是当今世界上各领域高技术、新材料研究最集中的体现。

其中传
热学所起的作用功不可没。

据美国航空和宇宙航行局(NASA)所作的技术分析,
美国航天飞机的技术关键只有一个半,这半个是大推力的液氢—液氧火箭发动
机(其中自然与传热有密切的关系),而那一个关键则是所谓“热防护系统”
(TPS),即指以航天飞机外表面的防热瓦为主的整个热防护结构。

3.生物传热学是近年才发展起来的新兴传热学科分支。

虽然远末达到完善的程度,
却已经显示出强大的生命力和令人鼓舞的应用前景。

它是由生物学、临床医学
和传热学多个学科领域交叉形成的一门新学科,其目的在于通过把传热学的基
本原理和研究方法、手段引入到生物和医学工程领域中,探讨物质和能量在生
物体内的传输规律,以便为诸多至今末解开的生物医学难题寻求有效的解决方
案。

4.以化石燃料(煤炭、石油和天然气)为主构成的常规能源终将耗尽,而且已经为
期不远。

以太阳能、地热能、海洋能(包括海洋温差和波浪能)以及效率更高的
发电方式,如氢燃料电池、磁流体发电乃至可控核聚变为代表的新能源总要逐
步走向前台,成为人类的主要消费能源。

而这些新能源的开发和利用与传热学
有着密切的联系。

5.现代的机械加工工艺已经不限于传统的车、钳、铣、刨,像激光钻孔、激光切
割这类高热流、超短时间的新型加工手段已经用于石油钻井管等一些有特殊要
求的场合,并取得了良好的技术和经济效益。

这类特殊加工方式所涉及的热量
传递问题己不能再用传统的导热理论来分析,而必须加入对热量传输速度的考
虑,这类问题被称为“非傅里叶导热”。

6.以计算机芯片为代表的微电子元器件发展迅速,随着芯片体积微型化,线宽迅
速下降,芯片表面的热流密度已经超过l06w/m2,因此有“热障”之说,这对
微型化高效冷却技术提出了极高的要求。

近年用于高端服务器和桌面工作站的
新型空气冷却装置的冷却能力也已经达到l05w/m2。

7.军事领域里用到的传热知识更是数不胜数。

从历史上看,相当多的传热技术是
从军事用途开始发展并逐步走向完善和大规模应用的。

例如战斗机燃气涡轮发
动机的技术参数一贯代表这一领域的最高水平。

再如红外摄像装置和传感器,
最早也仅用于军事目的,像侦察用的夜视仪、导弹的红外跟踪寻的装置等。


见,用途非常之广。

热导仪的工作原理:
热导仪是80年代初期设计生产出来的,探头装配一根1.4mm粗的细铜棒制成的热电偶,在热电偶旁侧有加热器,加热器与电池电源连接。

在使用时,打开电源开关(3)即对加热器加热,加热器对热电偶不停地供热。

当测定时,热电偶探针接触被测宝石的瞬间,热量由热电偶探针传至宝石上,再由宝石传出。

若宝石的导热性好,热量传出就快;反之,则慢。

热导仪探针在宝石上传出热量的快慢,由发光二级管显示,热量传导得越快,显示屏的发光二极管由绿转黄再到红的上升速度加快,亮灯的数目就越多。

宝石对热的传导受气温影响,天气热时,宝石已经吸收了相对多的热量,再吸收热电偶探针给予的热的传导能力相对减小。

热传导还受颗粒度大小的影响,颗粒太小时,探针的热很快就传遍整个宝石,宝石对热的传导能力也相对减小。

因此在用热导仪测定宝石时,假如规定必须出现红色显示并发出呜叫声
才能确定为钻石或别的宝石时,就要根据测定时的气温及被测物的大小确定起始显示屏的数目。

相关主题