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2010-11-11
傳熱學(xué)與物質(zhì)傳熱的基本方式
傳熱學(xué)是研究不同溫度的物體，或同一物體的不同部分之間熱量傳遞規(guī)律的學(xué)科。傳熱不僅是常見的自然現(xiàn)象，而且廣泛存在于工程技術(shù)領(lǐng)域。例如，提高鍋爐的蒸汽產(chǎn)量，防止燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室過熱、減小內(nèi)燃機(jī)氣缸和曲軸的熱應(yīng)力、確定換熱器的傳熱面積和控制熱加工時(shí)零件的變形等，都是典型的傳熱問題。
物質(zhì)傳熱的基本方式有輻射、對流和熱傳導(dǎo)三種。
熱傳導(dǎo)是指在不涉及物質(zhì)轉(zhuǎn)移的情況下，熱量從物體中溫度較高的部位傳遞給相鄰的溫度較低的部位，或從高溫物體傳遞給相接觸的低溫物體的過程，簡稱導(dǎo)熱。
對流傳熱是指不同溫度的流體各部分由相對運(yùn)動(dòng)引起的流體與流體、流體與固體壁面接觸時(shí)彼此的熱量交換過程。它既包括流體位移時(shí)產(chǎn)生的對流，又包括流體分子間的導(dǎo)熱，因此對流傳熱是導(dǎo)熱和對流綜合作用的結(jié)果。工程上廣泛遇到的對流換熱，是指流體與其接觸的固體壁面之間的換熱過程，它是熱傳導(dǎo)和熱對流綜合作用的結(jié)果。決定換熱強(qiáng)度的主要因素是對流的運(yùn)動(dòng)情況。
熱輻射是指物體因自身具有溫度而輻射出能量的現(xiàn)象。它是波長在0.1～100微米之間的電磁輻射，因此與其他傳熱方式不同，熱量可以在沒有中間介質(zhì)的真空中直接傳遞。太陽就是以輻射方式向地球傳遞巨大能量的。每一物體都具有與其溫度的四次方成比例的熱輻射能力，也能吸收周圍環(huán)境對它的輻射熱。輻射和吸收所綜合導(dǎo)致的熱量轉(zhuǎn)移稱為輻射換熱。
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