热传递

热传递，是改变内能的一种方式，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。也是改变物体内能的方式。热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态，物两个物体之间或者一个物体的两部分之间能够发生热条件,那就只有一个原因:存在温度差.火焰与水壳之间能发生热传递,就是因为火焰的温度比水壶的温度高.水开始烧后不久,就能看到壳中的水在对流,也就是因为下面的水比上面的水的的温度高了些。[1]

正文

热传递改变系统内能的两种方式之一，另一种方式为作功。在没有作功而只有温度差的条件下，能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分的过程称为热传递。在热传递过程中，一般用热量来量度内能改变的多少。热传递又分为热对流、热传导、热辐射。实际上，这三种传热方式常常同时并存，因而，增加了过程的复杂性。对于固体热源，当它同周围媒质温度差不很大时（约50°C以下），热源向周围媒质传递的热量Q可由牛顿冷却定律：

来计算，其中s为进行热量交换的表面积且在s上热量交换是均匀的，θ是固体的温度，θo是远离热源处的媒质温度，t是进行热交换的时间，α是表面热传递系数。

热对流 　流体依靠其宏观流动而实现的热传递过程称为热对流。其特点是，在热量传递的同时，伴随着大量分子的定向运动。热对流又分为自然对流和强迫对流。

①自然对流。当流体内部存在温度梯度，进而出现密度梯度时，高温处流体的密度一般小于低温处流体的密度（水在0——4°C的反常膨胀等除外）。如果密度由小到大对应于它们在空间的位置是由低到高，则受重力作用，流体便开始流动。又由于高温处分子无规则运动的平均动能较低温处大，从而出现了热量由高温处传向低温处的现象。冬天室内的取暖设备就是借助室内空气的自然对流来传热的。大气及海洋中也存在着这种热对流现象。

②强迫对流。靠外来作用使流体作循环流动，从而进行热量传递。

热传导 　不借助于物质的宏观移动，而靠分子、原子、电子等间的相互作用使热量由高温物体传向低温物体（或由物体的高温部分传向低温部分）的宏观过程称为热传导。气、液、固三态物体中都能发生这种传热过程。

根据傅里叶实验定律，在dt时间内流过面积元ds的热量为

式中负号表示热量沿温度减小的方向传递，表示ds所在处沿ds法线方向的温度梯度, λ(x,y,z)称为物体在(x,y,z)处的热导率,其值决定于物质的导热性能。

简介

在热传递过程中，物质并未发生迁移，只是高温物体放出热量，温度降低，内能减少（确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小），低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是能量从高温物体向低温物体转移的过程，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是热量，而不是温度。

传递方式

简介

热传导、热对流和热辐射。

传导

它具有依靠物体内部的温度差或两个不同物体直接接触，在不产生相对运动，仅靠物体内部微粒的热运动传递了热量；

a.固体与液体：分子碰撞；

b.固体与固体间：自由电子运动；

c.气体之间：分子热运动；

对流

流体中温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递的过程；

（1）自然对流：靠物体的密度差，引起密度变化的最大因素是温度；

（2）受迫对流：（是靠认为作功）受到机械作用或压力差而引起的相对运动

热辐射

借助电磁波传递能量的方式称为热辐射。由于热的原因，物体的内能转化为电磁波的能量而进行的辐射过程。

 

任何物体只要在0K以上，就能发生热辐射，是红外线探测运用的较广，在空分中运用的较

 

少，板翅式换热器真空钎焊加热是依靠热辐射。

 

钎焊的目的是破坏铝材表面严密的氧化铝膜，650℃高温，以前是运用盐熔炉，能耗大；

 

影响换热系数的几个因素：

 

1、 流体的流动状态：

 

a.层流：易产生热边界层；

 

b.紊流：破坏热边界层，多运用紊流；

 

c.过渡层：

 

2、流体的流速：流速大， 大；

 

3、放热面形状：光滑： 大；粗糙： 小。

 

传导热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。

 

 

热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热量，但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物质叫做热的良导体，不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。

 

对流是靠液体或气体的流动来传热的，是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。

 

利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。

 

辐射：由物体沿直线向外射出，叫做辐射。用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。

 

一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。它具有连续的辐射能谱，波长自远红外区延伸至紫外区，但主要靠波长较长的红外线。辐射源表面在单位时间内、单位面积上所发射（或吸收）的能量同该表面的性质及温度有关，表面越黑暗越粗糙，发射（吸收）能量的能力就越强。

不同物体对同样电磁波的吸收、穿透和反射的程度各不相同。物体吸收的辐射能同射到物体上的总辐射能之比a称为吸收系数；反射的部分同总辐射能之比r称为反射系数；穿透部分同总辐射能之比t称为穿透系数。三者间有下列关系a+r+t＝1。

当t＝1时，a＝r＝0，称为理想透射体；

当r＝1时，a＝t＝0，称为理想反射体；

当a＝1时，t＝r＝0，称为理想黑体。

一个物体向外辐射能量的同时，还吸收从其他物体辐射来的能量。如果物体辐射出去的能量恰好等于在同一时间内所吸收的能量，则辐射过程达到平衡，称为平衡辐射，此时物体具有固定的温度（见普朗克公式）