其中:
? Q表示熱流率,單位為W;
? dT / dX為溫度梯度,單位為℃?m;
? A為導(dǎo)熱面積,單位為m2;
? λ為材料的導(dǎo)熱系數(shù),又稱熱導(dǎo)率,單位為W?(m?℃),也可以為W?(m?K)。
熱導(dǎo)率是材料的固有的物理特性,代表材料的導(dǎo)熱能力,導(dǎo)熱系數(shù)越大,說明材料的導(dǎo)熱性能越好。
熱傳導(dǎo)的特點:
? 必須存在溫差;
? 物體必須直接接觸;
? 依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運動;
? 不發(fā)生宏觀的相對位移(如摩擦生熱不是熱傳導(dǎo))。
熱對流
定義:流體中(液體或氣體)溫度不同的各部分之間,由于發(fā)生相對的宏觀運動而把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象,稱為熱對流。
單純的熱對流無實際意義,工程中常見的是對流換熱,即流動的流體與溫度不同的固體壁間接觸時的熱量交換過程,是熱傳導(dǎo)與熱對流同時存在復(fù)雜熱傳遞過程。
熱對流的基本計算公式是牛頓冷卻公式:
其中:
? Q,A 分別為熱流率與面積;
? 與分別代表固體表面溫度和流體溫度;
? h為對流換熱系數(shù),表示單位溫差作用下通過單位面積的熱流率,單位為W?(m2℃),對流換熱系數(shù)越大,傳熱越劇烈
對流換熱系數(shù)與傳熱過程中的許多因素有關(guān)。如,物體的物性,換熱表面的形狀、大小相對位置,而且還與流體的流速有關(guān)。在對流分析中,通常需要使用理論分析或是實驗方法來推算出物體表面的對流換熱系數(shù)。
熱對流的特點:
? 必須有直接接觸(流體和壁面)
? 必須有溫差
? 必須有宏觀的相對位移
熱輻射
定義:物體通過電磁波來傳遞熱量的方式。
物體輻射熱流率可根據(jù)斯特藩-玻爾茲曼定律來計算。
其中:
? T為黑體溫度,單位為K;
? 為黑體輻射系數(shù),為
? 為黑體輻射力,單位為W?m2
熱輻射的特點:
? 不需要接觸,也不需要介質(zhì)
? 輻射換熱過程伴隨能量形式轉(zhuǎn)換:熱能→輻射能→熱能
? 無論溫度高低,物體總是相互輻射能量