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1.2 热导率(导热系数) 界说式: k = ? dQ dS 单元

[发布时间: 2019-11-15]

  传送过程道理 传热的三种根基体例 赵世强 08化工一班 0803021039 合肥学院 化学取材料工程系 合肥 230022 摘要: 传热是天然界和工程手艺范畴中极遍及的一种传送过程。 因为物体内或系统内的两部 分之间的温度差而惹起,净的热流标的目的老是由高温处向低温处流动。 环节词:传热,温度差,热传导,对传播热,辐射传热 引言 化学工业取传热的关系尤为亲近,化工出产中的良多过程取单位操做都需 要进行加热获冷却,而这些传热过程往往都是通过必然的换热设备来实现的。如 何设想价钱低廉、运转经济的换热设备以完成所要求的换热使命,是化学工程师 经常碰到的问题。这就要求通晓热量传送的根基道理,又要求具有可以或许定量计较 传送速度的能力。 1 热传导 热量从物体内部温度较高的部门传送到温度较低的部门或者传送到取之相 接触的、温度较低的另一物体的过程称为热传导,简称导热。 特点:物质间没有宏不雅位移,只发生正在静止物质内的一种传热体例。 1.1 傅立叶定律 描述导热现象的物理定律为傅里叶定律,其数学表达式为 ?t r dQ q = r = ?k r ?n dS 式中 Q ——传热速度单元时间传送的热量, J / s ; q ——热通量单元传热面积的传热速度, J /(m2 ? s ) ,矢量,标的目的为传热面 r dQ 的法线标的目的 q = r ; dS S ——取导热标的目的垂曲的传热面积; 负号暗示q取温度梯度标的目的相反; k ——导热系数, 单元为 W /(m ? K ) 。 物性之一:取物质品种、热力学形态(T、P)相关 1 传送过程道理 物理寄义:代表单元温度梯度下的热通量大小,故物质的 k 越大,导热性 能越好。 1.2 热导率(导热系数) 定义式: k = ? dQ dS 单元温度梯度的热通量, W /(m ? K) dt dn k 表征物质导热能力的大小,是物质的物性之一。 k 金属非金属固体液气由尝试测定,一般 k金属 k非金属固体 k液体 k气体 1.2.1 气体的导热系数 a 随温度的升高而增大; b 气体k 很小,对导热晦气,但有益于保温、彩友会!绝热; n c 夹杂物 km = ∑k y M i =1 n i i 13 i ∑yM i =1 i 13 i 1.2.2 液体的导热系数 液态金属的k比一般液体的要高峻大都液态金属的k随T升高而减小。 正在非金属液体中,水的最大。除水和甘油外,绝大大都液体的k 随T升高而 略有削减, k纯液体溶液 k溶液 。 溶液的 k : km = 0.9∑ ai ki 或 km = ∑ ai ki 1.2.3 固体的导热系数 纯金属: k 随 T 升高而减小,随纯度升高而增大 非金属: k 随 ρ 升高而增大,随 T 升高而增大 对大大都匀质的固体, k 值取温度大致成线性关系,即 k = k0 (1 + β t ) 热对流(又称对流) 2 热对流(又称对流) 对传播热是指因为流体的宏不雅活动,流体各部门之间发生相对位移、冷热流 体彼此掺混所惹起的热量传送过程。流体中质点发生相对位移而惹起热互换。对 传播热仅发生正在流体中,因而它取流体的流动形态亲近相关。正在对传播热时,必 然伴跟着流体质点间的热传导。 2 传送过程道理 流体中发生对流的缘由: 天然对流(natural convection)因为流体各部门温度的不服均分布,构成 密度的差别,正在浮升力的感化下,流体发 生对流而传热 强制对流(forced convection) 用机械能(泵、风机、搅拌等)使流体发 生对流而传热。 流动的缘由分歧,对传播热的纪律也有所分歧。正在统一种流体中,有可能同 时发生天然对流和强制对流。 牛顿冷却定律—— ——对传播热根基方程式 —— dQ =h t dS 式中 h —— ——对传播热系数,单元 W /(m 2 ? K ) ; t —— ——固体壁面取流体从体之间的温度差。 物理意义:暗示当流体截面平均温度取壁面温度的值为1℃时,单元时间通 过单元传热面积的热量。 热辐射(又称辐射) 3. 热辐射(又称辐射) 因为温度差而发生的电磁波正在空间的传送过程称为辐射传热,简称热辐射。 斯蒂芬(Sten )—玻尔兹曼(Boltzmann )定律—— — ——描述热辐射的根基定律: —— dQ = σ 0T 4 dS 式 中 σ0 — — 黑 体 的 辐 射 系 数 , 称 为 斯 蒂 芬 — 玻 尔 兹 曼 常 数 , 其 值 为 5.67 × 10?8 W /(m 2 ? K 4 ) ; T ——黑体概况的绝对温度; S ——黑体的概况积。 该式只合用于绝对黑体,且只能使用于热辐射,而不合用于其他形式的电磁 波辐射。 参考文献 陈 涛 , 张 国 亮 . 化 工 传 递 过 程 基 础 [M], 第 三 版 . 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社,2010. 122-125 3

  传热的三种根基体例_工学_高档教育_教育专区。传送过程道理 传热的三种根基体例 赵世强 08化工一班 0803021039 合肥学院 化学取材料工程系 合肥 230022 摘要: 传热是天然界和工程手艺范畴中极遍及的一种传送过程。 因为物体