1.2 热量传递

1、1,第一篇 热 环 境,2,热量传递的基本方式,传热方式：是指热量从一处传至另一处所采取的方式和方法。 据传热的基理不同分为三种即： （1）导热传热 （2）对流传热 （3）辐射传热,3,三种传热方式在生活中的体现,烧水的热传递过程；“开水不响，响水不开”的原因。,4,传导（Conduction）：是固体内部或固体接触时热转移的方式。 对流（Convection）：是流体内部或流体间的热转移方式。 辐射（Radiation）：是不接触物体间的热转移的方式。,5,导热(热传导),t2=15 ,A.导热概念： 由于温度不同引起物体微观粒子（分子、原子、电子等）的热运动不同，从而产生热量转热的现象。,

2、B.导热基理：靠微观粒热运动来传递;但对于气、液、固体又有所不同。,t1=30 ,6,气体：分子原子不规则热运动而相互碰撞。,固体：导电固体是靠自由运动电子相互作用，非导电固体是靠晶格结构的振动（原子分子在其平衡位置振动），弹性波传递。,液体：间于气体与非导电固体之间，以弹性波作用为主，而以分子热运动碰撞为辅。,7,C.导热计算,通过密实平板（金属或墙体）的导热计算,t1=30 ,t2=15 ,8,表述为： 通过平板的热量Q与平板面积F、时间、两表面温差(t1-t2)成正比，与厚度d成反比;还与平板材料有关，反映在系数上。 材料的导热系数：征材料的导热能力，也表征材料阻止热量通过的能力。单位是

3、J/sm或w/m 热流密度q：单位时间单位面积流过平板的热量称为。单位是J/（sm2）或w/m2,9,导热热阻R：,其中R=d/，称为平板的导热热阻，表示厚度为d的平板阻止热流通过的能力。单位为m2 / w。,10,关于导热系数的说明： A.表征材料的导热性能，是材料本身的物理属性。 B.一般有： 金属 非固 液 气 C.多孔材料的导热系数随其含湿量的增加而增加。 D.导热系数0.25 w/m 的材料称为绝热材料。,11,对流传热 对流：流体运动时，流体间有宏观相对位移的流动（即发生相对运动）。,12,A.对流分类：,自然对流：由于自然力造成流体热冷不均或密度不同而引起流体的相对运动（自然力）

4、。高层建筑的抽吸作用，散热器的散热等。 强制对流：流体的相对运动由人工机械引起.风机通风，水泵加压。,13,对流及对流传热说明,14,自然通风在建筑中的应用,Castozza别墅群（ Castozza Villas)，意大利维琴察市附近。帕拉第奥,15,16,英国剑桥 爱澳尼卡,17,18,B.对流传热： 温度不同的流体有宏观相对位移（即发生相对运动）时，依靠流体微团的相互渗合，把热量从一处转移到另一处的现象。 传热基理：依靠流体微团的相互渗合。,19,C.对流换热：流体流过固体表面，与固体间进行的传热。 边界层：层流 紊流,20,21,对流换热特点：对流传热与导热同时产生。,D.对流换热计算

5、,对流换热系数c :表示对流换热能力；单位：w/（m2）,22,对流换热热流qc：表示单位面积单位时间内通过的对流换热量；单位： w/m2,对流换热热阻Rc：,单位为: m2 /w,23,影响对流换热的因素： （1）流速 （2）位置 （3）温差 （4）材料 （5）边界层 （6）是否有相变 对平壁表面，当空气与表面温度一定时，表面对流换热量主要取决于其“边界层”的状况。,24,关于c的说明： a.表示换热过程的强弱，由多种因素决定，它不是物体的固有属性。 b.同条件下,强制对流自然对流。 c.有相变无相变。,25,近似计算: 强制对流 自然对流 内表面:c2.54.2V 垂直面: 外表面:c2.

6、54.2V(冬) 水平上: c5.03. 6V(夏) 水平下:,26,辐射传热,A.辐射传热： 物体依靠电磁波，把热量从一处传递到另一处的现象。,27,0.8600称为红外线。 0.440称为热射线，辐射称为热辐射。 0.380.78称为可见光。 3以上的辐射又称为长波辐射。 3以下的辐射又称为短波辐射。,电磁波谱：从1纳米到数公理。,28,a.温度大于0 K的物体均要向外辐射能量, 同时也可以接受其他物体的辐射。 b.在一般所遇到的物体的温度范围内，有实际意义的热辐射波长在波谱的0.381000 m之间，而且大部分能量位于红外线区段的0.7620m范围内。,29,基理：依靠原子中电子振动和能

7、级跃迁，以电磁波形式传播。 辐射换热:指物系间以辐射传热的方式相互交换热量。 辐射换热特点： a.伴有能量形式的转换。 b.两物体辐射换热无需直接接触。,30,B.辐射的吸收、反射、透射,反射率r=1称为白体。 吸收率=1称为黑体。 透射率=1称为透明体。,31,32,33,C.辐射本领,单色辐射本领：物体单位面积在单位时间内辐射某一波长的能量，用E表示。,辐射本领：物体单位面积单位时间辐射波长从0到+的全部能量，用E 表示。,34,D .黑体的辐射,黑体辐射实验：卢梅尔Lummer 18601925 :（1）黑体要吸收外来所有波长的辐射。 （2）黑体有向外发射所有波长的能力。 （3）黒体辐射

8、按波长的分布只与黑体温度有关。,温度分别是900K、1200K、1500K和1800K。,35,斯特藩-玻耳兹曼定律： (Stefan-Boltzmann law),黑体的辐射能力（即图中曲线与横坐标轴所围的面积）与黑体的热力学温度的四次方成正比，即 E = C*T4,36,我们的要求：,黑体辐射力Eb与黑体温度的4次方成正。Cb=5.68w/(m2.k4),斯蒂芬波尔兹曼定律,37,E.实际物体的辐射,灰体：辐射光谱图与黑体辐射光谱图近似，辐射本领与同温度下黑体的辐射本领之比为一近似常数。,任何实际物体的辐射本领总是小于同温度下黑体的辐射本领。,38,灰体的辐射本领: C 称为灰体的辐射系数，表征灰体向外辐射能力的大小,T为灰体的绝对温度。 令: 称为灰体的黑度;表示接近同温黑体辐射的程度。灰体的定义是为了方便大多实际物体的计算而定义的。,39,选择性辐射