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传热有哪三种方式?
传热有三种基本方式,分别是热传导;热辐射;热对流。
特点如下:
1、热传导:有温度不同的质点在热运动中引起的,在固体,液体,气体中均能产生。单纯的导热仅能在密实的固体中发生。
2、热对流:对流式由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动,互相掺和而传地热能。包括自然对流换热,受迫对流换热。
3、热辐射:过程中伴随形式能量转化;传播不需要任何中间介质;凡是温度高于绝对零度的一切物体,不论他们的温度高低都在不间断地向外辐射不同波长的电磁波。
扩展资料:
由于温度差引起的能量转移,根据热力学第二定律可知,凡是有温度差存在时,热就必然从高温处传递到低温处,因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。
不管物质处在何种状态(固态、气态、液态或者玻璃态),只要物质有温度(所有物质都有温度),就会以电磁波(也就是,光子)的形式向外辐射能量。这种能量的发射是由于组成物质的原子或分子中电子排列位置的改变所造成的。
实际传热过程一般都不是单一的传热方式,如煮开水过程中,火焰对炉壁的传热,就是辐射、对流和传导的综合,而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便,人们在传热研究中把三种传热方式分解开来,然后再加以综合。
热传递有哪三种方式?
热传递主要存在三种基本形式:热传导、热辐射和热对流。
热传递是物理学上的一个物理现象,是由于温度差引起的热能传递现象。热传递中用热量量度物体内能的改变。热传递主要存在三种基本形式:热传导、热辐射和热对流。
只要在物体内部或物体间有温度差存在,热能就必然以以上三种方式中的一种或多种从高温到低温处传递。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可由牛顿冷却定律来计算。
扩展资料:
热传递的热辐射应用:热辐射成像系统。
1、THEMIS。
THEMIS包括两个相互的多光谱成像子系统:10波段热红外成像子系统(IR),和5波段可视成像子系统(VIS)。
2、热辐射图像的分辨率。
热红外成像子系统(IR)的分辨率能达到100米/像素;可视成像子系统(VIS)的分辨率能达到19米/像素。
3、热辐射成像系统使用的波段。
热红外成像子系统(IR)的波段集中在6.78微米、6.78微米、7.93微米、8.56微米、9.35微米,10.21微米、11.04微米、11.79微米、12.57微米和14.88微米。
可视成像子系统(VIS)的波段集中在0.425微米、0.540微米、0.654微米、0.749微米和0.860微米。
4、14.88微米波段的图像。
在14.88微米波段上,红外线不能穿透火星大气层,所以热辐射成像系统看不到火星表面的样子。
5、热辐射成像系统捕捉到水或冰。
无论是水还是冰,其辐射光谱在热辐射成像系统所用的红外波段内都可以被很好的吸收。
6、热辐射成像系统有透视眼。
热辐射成像系统能够穿透少量的大气尘埃,但是火星表面的灰尘,哪怕是薄薄的一层,也会使其覆盖物质散发的的热红外光谱信号衰减。日间的导热性能够使其穿透几厘米厚的灰尘,但是结果只能升高或降低表面灰尘的温度。
参考资料来源:百度百科-热传递
中国网-热辐射成像系统(THEMIS)常见问题解答
热传递的三种方式
热传递的三种方式是辐射、传导、对流。
资料扩展:
热传递(或称传热)是物理学上的一个物理现象,是指由于温度差引起的热能传递现象。热传递中用热量量度物体内能的改变。热传递主要存在三种基本形式:热传导、热辐射和热对流。
只要在物体内部或物体间有温度差存在,热能就必然以以上三种方式中的一种或多种从高温到低温处传递。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可由牛顿冷却定律来计算。
热传导(又称为导热)是指当不同物体之间或同一物体内部存在温度差时,就会通过物体内部分子、原子和电子的微观振动、位移和相互碰撞而发生能量传递现象。不同相态的物质内部导热的机理不尽相同。
气体内部的导热主要是其内部分子做不规则热运动是相互碰撞的结果;非导电固体中,在其晶格结构的平衡位置附近振动,将能量传递给相邻分子,实现导热;而金属固体的导热是凭借自由电子在晶格结构之间的运动完成的。
热传导是固体热传递的主要方式。在气体或液体等流体中,热的传导过程往往和对流同时发生。傅立叶定律是传热学中的一个基本定律,由法国著名科学家傅立叶于1822年提出。公式指出导热速率与微元所在处的温度梯度成正比。
热导率(thermal conctivity)是单位温度梯度下的导热热通量,因而它代表物质的导热能力。物体的热导率与材料的组成、结构、温度、湿度、压强及聚集状态等许多因素有关。
一般说来:金属的热导率最大,非金属次之,液体的较小,而气体的最小;固体金属材料热导率与温度反比,固体非金属材料与温度成正比;
金属液体的热导率很大,而非金属液体的热导率较小;气体的热导率随温度升高而增大。各种物质的导热系数通常用实验方法测定。
热量传递的三种基本方式分别是什么?
热量传递主要有三种基本方式:导热、热对流和热辐射。传热可以以其中一种方式进行,也可以同时以两种或三种方式进行。根据传热介质的特征,热量传递的过程又可以分为热传导、对流传热和辐射传热。
1、导热
导热是指依靠物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞而产生热量传递的方式。例如,固体内部热量从温度较高的部分传递到温度较低的部分,就是以导热的方式进行的。
热传导在气态、液态和固态物质中都可以发生,但热量传递的机理不同。气体的热量传递是气体分子作不规则热运动时相互碰撞的结果。气体分子的动能与其温度有关,高温区的分子具有较大的动能,即速度较大,当它们运动到低温区时,便与低温区的分子发生碰撞,其结果是热量从高温区转移到低温区。
固体以两种方式传递热量:晶格振动和自由电子的迁移。在非导电的固体中,主要通过分子、原子在晶体结构平衡位置附近的振动传递能量;对于良好的导电体如金属,类似气体分子的运动,自由电子在晶格之间运动,将热量由高温区传向低温区。
由于自由电子的数目多,所传递的热量多于晶格振动所传递的热量,因此良好的导电体一般都是良好的导热体。
液体的结构介于气体和固体之间,分子可作幅度不大的位移,热量的传递既依靠分子的振动,又依靠分子间的相互碰撞。
在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,如固体、静止的液体和气体中以导热方式发生的热量传递过程,称为热传导。
2、热对流
热对流指由于流体的宏观运动,冷热流体相互掺混而发生热量传递的方式。这种热量传递方式仅发生在液体和气体中。由于流体中的分子同时进行着不规则的热运动,因此对流必然伴随着导热。
当流体流过某一固体壁面时,所发生的热量传递过程称为对流传热,这一过程在工程中广泛存在。在对流传热过程中,根据流体的流态,热量可能以导热方式传递,也可能以对流方式传递。
根据引起流体质点位移(流体流动)的原因,可将对流传热分为自然对流传热和强制对流传热。自然对流传热是指由于流体内部温度的不均匀分布形成密度差,在浮力的作用下流体发生对流而发生的传热过程,例如暖气片表面附近空气受热向上流动的过程。
强制对流传热是指由于水泵、风机或其他外力引起流体流动而发生的传热过程。流体进行强制对流传热的同时,往往伴随着自然对流传热。
根据流体与壁面传热过程中流体物态是否发生变化,可将对流传热分为无相变的对流传热和有相变的对流传热。无相变的对流传热指流体在传热过程中不发生相的变化;而有相变的对流传热指流体在传热过程中发生相的变化,如气体在传热过程中冷凝成液体,或液体在传热过程中沸腾而转变为气体。
3、热辐射
物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。辐射有多种类型,其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
自然界中各个物体都不停地向空间发出热辐射,同时又不断地吸收其他物体发出的热辐射。发出热辐射与吸收热辐射过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递——辐射换热。
当物体与物体或周围环境处于热平衡时,辐射换热量等于零,但这是动态平衡,研究表明物体向外发出的热辐射和吸收的热辐射相等,但是该物体与其他物体或环境之间的辐射与吸收过程仍在不停地进行。
高温物体通过辐射换热将热量传给低温物体实际上是由于高温物体给低温物体的辐射能大于低温物体给高温物体的辐射能的综合结果。
与导热和对流换热相比,热辐射具有如下特点:
①辐射能可以通过真空自由地传播而无需任何中间介质;
②一切物体温度高于0K的物体均能够持续地发射出辐射能,同时也能持续地吸收来自其他物体的辐射能;
③热辐射不仅具有能量的传递,而且具有能量形式的转换。发射时从热能转换为辐射能,而被吸收时又从辐射能转换为热能。
扩展资料
在传热研究中,为了分析问题和数学处理的方便,与研究流体流动时一样,采用了连续介质模型,即通常假定所研究的物体中温度、密度、速度等传热相关物理参数都是空问的连续函数。对于气体只要被研究物体的几何尺度远大于分子问的平均自由程,这种连续体的假定总是成立的。
研究热量传递的传热学与工程热力学都是研究与热现象有关的科学。然而,这两门学科的研究内容和方法是有区别的。首先,工程热力学研究的是处于平衡状态的体系,其中不存在温差或者压力差,而传热学则是研究有温差存在时处于不平衡状态的体系的热能传递规律。
例如,经过高温制备出的材料的冷却,热力学主要研究单位质量的材料在这一冷却过程中散失的热量;而传热学则主要研究该冷却过程受哪些因素影响,冷却过程中温度如何变化,冷却需要多长时间等诸多问题。
其次,热力学中所说的热量通常是指能量,其单位通常用焦耳(J)和卡(kcal)来表示,而传热学中所说的传热量通常是指单位时间内传递的热量,因此其单位通常用瓦(W)等功率单位。
尽管如此,传热学与工程热力学有着密切的关系:分析任何的热量传递过程都要用到热力学第一定律,即能量守恒定律。热量传递过程的动力是温度差,热能总是由高温处向低温处传递。
两种介质或者同一物体的两部分之间如果没有温差就不可能有热量的传递,而这正是热力学第二定律所规定的基本内容。因此,工程热力学的第一、第二定律是进行传热学研究的基础。