热流密度的热流密度、温度和热传递

虽然温度测量可通用并容易接受,但热流密度(热通量)测量常常需要考虑。温度是物质的基本属性之一。此外,由于温度可以通过人类的感官测定,多数人熟悉其含义。相反,热流密度(热通量)是一种不易感测的导出量。然而,只在大多数热系统中测量温度是不够的。

尽管温度的感知普遍且直观,热流密度(热通量)的测量则相对复杂。温度作为物质的基本属性,易于理解,而热流密度则是一个不易直接感知的量。在大多数热系统中,仅仅监测温度是不够的,因为热能的流动方向和位置往往与温度的分布同等重要,甚至更为关键。

热传导系数 k 越大,表示材料的导热性能越好,热能传递越快。例如,金属的热传导系数通常大于非金属,因此在金属制品中,热能传递速度更快。温度差(T1-T2)的大小直接影响热流密度,温度差越大,热流密度也就越大。路径长度 l 越长,热传导过程中的热损失也就越多,热流密度相应减小。

热流密度计算公式是Q=q*S*t=(Cm)*n*(T2-T1),热流率表示单位时间内,通过传导,对流,辐射的方式穿过给定表面传输的热量,也称为热流量。常表示为Φ,国际单位为瓦特(W),英制单位为BTU/sec。这是一种热学上荷载,即热量,相当于功率。

热对流(thermal convection/heat convection)又称对流传热,指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程,是传热的三种方式之一。热流密度(Heat Flux,Thermal Flux),也称热通量,一般用q表示,定义为单位时间内,通过物体单位横截面积上的热量。

热传播的途径有哪几种

热传递的三种基本方式包括热传导、热辐射和热对流。在物体内部或物体之间存在温度差时,热能会以这三种方式之一或多个形式,从高温区域传递到低温区域。对于固体热源,当其与周围媒质的温度差不是很大(大约在50°C以下)时,热源向周围媒质传递的热量可以通过牛顿冷却定律进行计算。

热传播的途径主要有三种:传导、对流和辐射。 热传导 热传导是热量从高温物体传向低温物体的过程。这种传递方式在物体内部和接触处发生,通过分子或电子的热运动来实现。例如,金属勺放在热汤中会变热,就是通过热传导的方式将热量从汤传递到勺子上。

热传递主要存在三种基本形式:热传导、热辐射和热对流。热传导:热传导是热量通过物体内部微观粒子的相互碰撞从高温部分传到低温部分的过程。固体中热传导最为显著,因为固体内部的粒子排列较为紧密,热传导效率高。热辐射:热辐射是热量以电磁波的形式向外发射和传播的过程。

此外,热对流也是热传播的一种重要方式。它涉及流体的运动和温度的变化。在自然界中,风、水流和空气流动都是热对流的表现。例如,当风吹过皮肤时,会带走体表的热量,使人感到凉爽。最后,热辐射是一种无需介质传递热量的方式。它依赖于电磁波传递能量,无需直接接触。

热传播途径主要有三种基本形式:热传导:热传导是热量通过物体内部微观粒子的热运动而产生的热能交换。在固体中,热传导通常是最主要的热传递方式。热量从高温部分传递到低温部分,直到整个物体达到热平衡。热辐射:热辐射是热量以电磁波的形式传播,不需要任何介质。

热传播途径主要有三种基本形式:热传导:热传导是热量通过物体内部微观粒子的相互碰撞,从高温部分传向低温部分的过程。在固体中,热传导是主要的热传递方式。热辐射:热辐射是物体通过电磁波的形式向外发射热量的过程。热辐射不需要介质,可以在真空中传播,因此是宇宙空间中热量传递的主要方式。

增大压力流体与固体表面之间的换热能力怎么变化

流体与固体的相对温差:流体与固体表面的温差越大,热量传递的驱动力越强,从而提高了对流换热系数。 流体的热物性:流体的比热容和比焓等热物性也会影响对流换热系数。一般而言,比热容和比焓越大,流体在吸收或释放热量时的能力越强,对流换热系数也相应增大。

流体与固体表面之间的换热能力,比如说,物体表面与附近空气温差1℃,单位时间(1s)单位面积上通过对流与附近空气交换的热量。单位为W/(m^2·℃)或J/(m^2·s·℃)。表面对流换热系数的数值与换热过程中流体的物理性质、换热表面的形状、部位、表面与流体之间的温差以及流体的流速等都有密切关系。

首先,流体本身的物理性质,如粘度、热导率和密度,都会影响其与表面的热交换。其次,换热表面的几何形状和位置也起着关键作用,比如粗糙表面或曲面通常能增加接触面积,从而提高换热系数。再者,表面与流体之间的温差,温差越大,热量传递越快。

例如,对于空气在自然对流条件下的对流换热系数,可以使用下述经验公式进行估算:h=04×[(ΔT/L)^0.25]。其中L为特征长度,ΔT为流体与固体表面之间的温度差。在实际应用中,对流换热公式可以用来计算各种设备和装置中的热量转移量,如散热器、锅炉、核反应堆等。

固体表面的形态:固体表面的形态也会影响对流换热系数。例如,当固体表面为粗糙的状态时,其表面积会增加,从而增加了对流换热系数。 流体的物理性质:流体的物理性质包括密度、粘度、导热系数等。这些物理性质会影响流体的传热能力,从而影响对流换热系数。

为什么人会感觉热水在搅动时会比静止时更烫?

1、同一温差,热流密度越大,人就会感觉越烫。重点来了,静止的热水和搅动的热水对皮肤的温差是相同的。静止热水对皮肤的热量传递短时间内可以视为导热,用傅立叶导热定律描述。流动热水对皮肤的热量传递为对流换热,用牛顿冷却公式描述。

2、因为热水会一直散发热量,如果搅动的话,它散发的就会更快,所以会感觉到更热。

3、不搅动,手脚和热水之间的传热是以传导的方式进行的;搅动的话,就变成了强制对流的传热方式。后者的导热系数比前者大很多,传热就快,所以觉得更烫。而且手脚和热水的温差越大,这种感觉就越明显。如果手脚冻麻了的话就不一定能感觉到了。

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