建筑设备第3章教材

第3章传热学基础知识3.1传热学的基本概念

3.2传热方式与传热过程3.1传热学的基本概念1.热

2.热力学温度

3.热膨胀

4.比热容1.热热是由物体外界温度不同，通过边界而传递的能量，是物体间通过分子运动相传递的能量。给物体加热，实际就是增加使物体分子运动的能量，物体的温度将会升高；反之，使物体散热，减小分子运动的能量，物体的温度便会降低。2.热力学温度温度表示物体冷热的程度。热力学温度的单位为K(开尔文)，是水三相点热力学温度的1/273.16。在表示温度差和温度间隔时，1K=1℃。热力学温度T与摄氏温度t之间的关系为T=t+273.15。3.热膨胀(1)线膨胀物体的线膨胀是指温度增加后物体在长度方向的增长。

(2)体膨胀物体的体积随温度的升高而胀大，其膨胀程度用体膨胀系数来表示。4.比热容物体1kg质量、温度升高1K所吸收的热量称为比热容。物体吸收的热量与其温度的增长成正比。Q=cm(t2-t1)(3-4)式中Q——物体的吸热量(J)；m——物体的质量(kg)；t1、t2——物体的初温和终温(℃或K)；c——物体的比热容［J/(kg·K)］。3.2传热方式与传热过程3.2.1传热方式

3.2.2传热过程

3.2.3热媒的性质3.2.1传热方式1.热传导

2.热对流

3.热辐射1.热传导图3-1导热平面2.热对流热对流是流体各部分之间发生相对运动而引起的热量传递方式。对流发生在流体内部，流动着的流体和与其温度不同的固体壁面接触时的热交换运动，这种换热称为对流换热；如果流体是在外力作用下而产生的换热运动，这种对流换热称为强制对流换热，如果无外力作用，仅由部分流体受热膨胀密度减小产生浮力流动换热称为自然对流换热。3.热辐射物体通过电磁波来传递热量的方式称热辐射，它与导热和对流换热不同，热辐射不需中间媒介，故可在真空中进行。黑体的辐射能在同温度物体中为最大，黑体单位时间内发出的辐射热量与其热力学温度的4次方成正比。3.2.2传热过程1)室内热空气流体(t1)传递热量Q于墙壁，此过程为对流作用。

2)热量Q通过壁厚δ由热面(τ1)导热于冷面(τ2),此过程为导热作

3)热量Q从外墙壁散热于冷空气中(t2)，此过程也是对流作用。3)热量Q从外墙壁散热于冷空气中(t2)，此过程也是对流作用。图3-2传热过程3)热量Q从外墙壁散热于冷空气中(t2)，此过程也是对流作用。图3-3通过围护结构的传热过程3.2.3热媒的性质1.水

2.蒸汽

3.空气1.水1)水的压缩性很小，一般情况可视为不可压缩体，但其膨胀却不可忽视。

2)水的比热容为4.187kJ/(kg·K)，凝结热为335kJ/kg，汽化热为，热容量很大，因而常被用于供热或冷却的热媒。

3)水的沸点在标准大气压下为100℃，但其随压力的增加而提高，也随含有溶解物质的增多而提高。

4)水的密度和汽化热随温度的升高而降低。

5)水的粘滞性随温度的增高而降低，因而摩擦力相应也减小。

6)水是优质的溶剂。2.蒸汽蒸汽分为饱和蒸汽和过热蒸汽。100℃的水称为饱和水，100℃的蒸汽称为饱和蒸汽，它含有一些雾状的小水滴，这种蒸汽也称为湿饱和蒸汽，若湿饱和蒸汽中再加热便会成为干饱和蒸汽。将饱和蒸汽再加热，并保持一定的压力，便会形成过热蒸汽。3.空气空气含有氮气、氧气及少量的二氧化碳和其他气体，还含有少量的水蒸气，其中氮气和氧气占总量的98%以上。不含水蒸气的空气称为干空气，含有少量水蒸气的空气称为湿空气，平常的空气都是湿空气。湿空气的状态除以压力