传热方式

(资料图)

传热方式：热传导——宏观静止，微观粒子之间的运动传热，是物体内部或相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。导热依赖两个基本条件：一是必须有温差，二是必须直接接触（不同物体）或是物体内部传递。

热对流——流体之间由于质点运动发生冷热交替，仅发生在流体中。

对流换热——当流体流过一个固体表面时，由于流体具有黏性，因此附着于固体表面的很薄的一层流体为静止的，在离开固体表面的法向上，流体的速度逐渐增加到来流速度，这一层厚度很薄、速度很小的流体称为边界层。在边界层内，流体与固体表面之间的热量传递是边界层外层的热对流和附着于固体表面的静止的边界层底层的流体导热两种基本传热方式共同作用的结果，这种传热现象在传热学中称为对流换热。

热辐射——内能转电磁波传热。

（1）热对流

是指流体中温度不同的各部分由于相互混合的宏观运动所导致的热量传递现象。温度分布不均必然会产生导热现象，因此热对流和导热同时发生。

对流换热：相对运动的流体与固体壁面之间的传热，就是一个对流与导热联合作用的热传递过程，称之为“对流换热”。当具有一定热量的流体流过一定面积一定温度的壁面时，对流换热量——Q对流=hAΔT（牛顿冷却公式，h为对流换热系数，单位为W/(m2·K),A为界面面积，ΔT为温差）。

在热对流的内容中涉及到边界层流动区和主流区的概念。

可以这样理解：流体在壁面流动，紧贴壁面有一相对壁面很薄的薄层，这个薄层就是所谓的边界层。由于黏性作用和流体惯性力共同作用使边界层与壁面保持近似相对静止状态，壁面与流体之间的热量交换必须穿过边界层，换热方向垂直于边界层。边界层外的流体叫作主流区，这里黏性力很小，可视为理想流体。对于边界层，其中沿边界层法线方向速度梯度和温度梯度变化剧烈，而主流区梯度变化几乎不存在。

（2）热辐射

指的是物体的内能转化为电磁波向外界发射的热量传递过程。特点是非接触传热，不依赖中间介质的媒介作用。物体温度越高辐射能力越强。物体能够完全吸收投射到表面的辐射能，叫作黑体，黑体辐射能力最强。

面积为A，温度为T的黑体向外辐射的热量计算公式：Q辐射=σbAT4，但一般物体并非理想黑体且辐射弱于黑体，故需要乘以一个小于1的修正系数ε（黑度，表面发射率），σb ( W/(m2·K))是斯特藩—玻尔兹曼常量（黑体辐射常量）。

传热总结：

热量传递有三种形式，导热（conduction)、对流(convection)、辐射（radiation)。对于直接接触的物体，热量主要由导热方式传递，此时遵循傅里叶定律：热量与温差、接触面积成正比，与距离成反比，并引入了热导率的概念作为修正系数。导热会发生在固体、不流动的流体 (Circulation-free Fluids)中。这里并不是指流体不去流动，而是指不通过流动导致的热传递是通过热传导方式达成的，否则就是别的方式。主要原则就是热传导过程中没有质量的移动；至于对流传热（convection)，应当理解为流体的宏观运动使冷热流体相互掺混导致的热量传递；这种传热方式遵循牛顿冷却公式，热流量与接触面积和温差成正比，引入对流换热系数。室内冷风、翻滚沸水、冷水管的换热等都是对流换热。

参考：

:///p/423206587

:///item/%E5%AF%B9%E6%B5%81%E4%BC%A0%E8%B4%A8/6909250#:~:text=%E5%AF%B9%E6%B5%81%E4%BC%A0%E8%B4%A8

:///question/321231293/answer/2108926245

4.樊丁，黄健康《弧焊物理过程建模与数值分析》