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传热的三种方式PPT

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微波: 103< < 106 m
微波炉就是利用微波加热食物,因微波可穿 透塑料、玻璃和陶瓷制品,但会被食物中水分子吸 收,产生内热源,使食品均匀加热。
热辐射
由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向 外发射辐射能的现象。
理论上热辐射的波长范围从零到无穷大,但在日 常生活和工业上常见的温度范围内,热辐射的波长 主要在 0.1m 至 100m 之间 , 包括部分紫外线、可见 光和部分红外线三个波段 。
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热辐射的主要特点:
(1)所有温度大于0 K的物体都具有发射热辐 射的能力,温度愈高,发射热辐射的能力愈强。
发射热辐射时:内热能 辐射能 (2)所有实际物体都具有吸收热辐射的能力 , 吸收热辐射时:辐射能 内热能 ;
( 3 ) 热辐射不依靠中间媒介,可以在真空中传 播; 双向的。
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表1-1 一些表面传热系数的数值范围
对流换热类型
空气与外墙面自然对流换热
表面传热系数 h W /( m2K)
2~25
50~1000 25~250 50~25000 2500~100000
液体自然对流换热 气体强迫对流换热 液体强迫对流换热 液体沸腾
蒸气凝结
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(4)物体间以热辐射的方式进行的热量传递是
高温 物体 低温 热 辐 射 是 热 量 传 递 物体 的基本方式之一 。
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辐射换热:以热辐射的方式进行的热量交换。 辐射换热的主要影响因素:
(1)物体本身的温度、表面辐射特性; (2)物体的大小、几何形状及相对位置。
注意:
(1)热传导、热对流和热辐射三种热量传递基 本方式往往不是单独出现的;
2 、对流
由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对 位移而产生的热量传递现象。 特点:热对流只发生在流体之中,并伴随有微 观粒子热运动而产生的导热。 对流换热 :流体与相互接触的固体表面之间的热量 传递现象,是导热和热对流两种基本传热方式共同 作用的结果。
牛顿冷却公式:
= Ah(tw – tf)
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温度对导热系数的影响:
一般地说 , 所有物质 的 导热系数 都是温度的函 数,不同物质的热导率随温 度的变化规律不同。 纯金属的 导热系数 随温 度的升高而减小。 一般合金和非金属的 导 热系数 随温度的升高而增 大。
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保温材料(或称绝热材料): 用于保温或隔热的材料。国家标准规定,温度低于 350℃时导热系数小于0.12 W/(mK)的材料称为保温材料。 多孔材料的导热系数随温度的升高而增大。 多孔材料的导热系数与密度和湿度有关。一般情况下 密度和湿度愈大,热导率愈大。
称为平壁的导热热阻,表示物体对 R A 导热的阻力,单位为K/W 。
A
tw1 tw 2 R
热阻网络
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tw1
R
tw2
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导热系数
导热系数物质导热能力的大小。单位:W/m.K。
绝大多数材料的导热系数值都可以通过实验测得。
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物质的导热系数在数值上具有下述特点:
热流量:单位时间传过的热量
w1
A
tw1 tw 2
: 材料的导热系数,表明材料
的导热能力,W/(m· K)。
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W
0
tw2


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x
热流密度 q :单位时间通过单位面积的热流量
q
导热热阻

A

tw1 tw 2

A
tw1 tw 2

先应该弄清楚有那些传 热方式在起作用,然后再按照每一种传热方式的 规律进行计算。 (3)如果某一种传热方式与其他传热方式相比 作用非常小,往往可以忽略。
一、热量传递的基本方式
热量传递有三种基本方式:
导热
对流 辐射
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1、导热
在物体内部或相互接触的物体表面之 间,由于分子、原子及自由电子等微观粒子 的热运动而产生的热量传递现象。 纯导热现象可以发生在固体内部,也可以 发生在静止的液体和气体之中。
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大平壁的一维稳态导热 特点:平壁两表面维持均匀恒定不变的 温度, 平壁各处温度不随时间改变; 壁内温度只沿垂直于壁面的方向变化; 热量只沿着垂直于壁面的方 t 向传递。 t
q = h(tw – tf)
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h 称为对流换热的表面传热系数(习惯称为 对流换热系数),单位为W/(m2K)。 对流换热热阻:
t t t w tf w f = Ah(tw – tf) 1 Rh Ah
1 Rh 称为对流换热热阻,单位为 W/K。 Ah
对流换热热阻网络:
典型材料导热系数的数值范围
纯金属 50--415 W/m· K 合金 12--120 W/m· K 非金属固体 1--40 W/m· K 液体(非金属) 0.17--0.7 W/m· K 绝热材料 0.03--0.12 W/m· K 气体 0.007--0.17 W/m· K 2018/11/10
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tw
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Rh
tf
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表面传热系数的影响因素:
h 的大小反映对流换热的强弱,与以下 因素有关:
(1)流体的物性(热导率、粘度、密度、比 热容等); (2)流体流动的形态(层流、紊流); (3)流动的成因(自然对流或受迫对流);
(4)物体表面的形状、尺寸; (5)换热时流体有无相变(沸腾或凝结)。
2000~100000
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3、热辐射 -电磁波的波谱:
射线: < 5×10-5 m X射线: 5×10-7 < < 5×10-2 m 紫外线: 4×10-3 < < 0.38 m 可见光: 0.38 < < 0.76 m 红外线: 0.76 < < 103 m
3 m 无线电波 : > 10 2018/11/10
(1) 对于同一种物质, 固态的导热系数值最大,气态的 导热系数值最小; (2)一般金属的导热系数大于非金属的热导率 ; (3)导电性能好的金属, 其导热性能也好 ; (4)纯金属的导热系数大于它的合金 。 导热系数数值的影响因素较多, 主要取决于物质的 种类、物质结构与物理状态 , 此外温度、密度、湿度 等因素对导热系数也有较大的影响。其中温度对导热 系数的影响尤为重要。
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