热力学概念名词解释.docx

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热力学概念名词解释

热力学概念名词解释

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传热学名词解释

一、绪论

1．热流量:

单位时间内所传递的热量

2．热流密度:

单位传热面上的热流量

3．导热：

物体各部分之间不发生相对位移时，依靠物质微粒（分子、原子或自由电子）的热运动而产生的热能传递,称为导热。

4．对流传热:

流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热,简称对流传热。

５．辐射传热:

物体间通过热辐射而进行的热量传递，称辐射传热。

6．总传热过程：

热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。

7．对流传热系数：

单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量,单位为W/（ｍ２·Ｋ）。

对流传热系数表示对流传热能力的大小。

8．辐射传热系数：

单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为Ｗ／（m2·Ｋ）。

辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9.复合传热系数:

单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1Ｋ是的复合传热量，单位为W／（m2·K）。

复合传热系数表示复合传热能力的大小。

10.总传热系数:

总传热过程中热量传递能力的大小。

数值上表示传热温差为1Ｋ时，单位传热面积在单位时间内的传热量。

二、热传导

1．温度场：

某一瞬间物体内各点温度分布的总称。

一般来说,它是空间坐标和时间坐标的函数。

2．等温面（线）：

由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。

3.温度梯度：

在等温面法线方向上最大温度变化率。

4.热导率：

物性参数,热流密度矢量与温度降度的比值，数值上等于1Ｋ/m的温度梯度作用下产生的热流密度。

热导率是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。

5．导温系数：

材料传播温度变化能力大小的指标。

6.稳态导热：

物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。

7．非稳态导热：

物体中各点温度随时间而改变的导热过程。

８．傅里叶定律：

在各向同性均质的导热物体中,通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。

９．保温（隔热）材料：

λ≤0.12Ｗ／（m·K）（平均温度不高于350℃时）的材料。

1０．肋效率:

肋片实际散热量与肋片最大可能散热量之比。

１1.接触热阻：

材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻。

12.定解条件（单值性条件）:

使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件,包括初始条件和边界条件。

三、对流传热

1.速度边界层：

在流场中壁面附近流速发生急剧变化的薄层。

2.　温度边界层:

在流体温度场中壁面附近温度发生急剧变化的薄层。

3．定性温度：

确定换热过程中流体物性的温度。

4.　特征尺度:

对于对流传热起决定作用的几何尺寸。

5．相似准则（如Nu,Rｅ,Pr,Gｒ,Rａ）:

由几个变量组成的无量纲的组合量。

6.强迫对流传热：

由于机械（泵或风机等）的作用或其它压差而引起的相对运动。

7.自然对流传热:

流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动。

8．　大空间自然对流传热:

传热面上边界层的形成和发展不受周围物体的干扰时的自然对流传热。

9．　珠状凝结:

当凝结液不能润湿壁面（θ＞９0˚）时，凝结液在壁面上形成许多液滴,而不形成连续的液膜。

１0.　膜状凝结:

当液体能润湿壁面时，凝结液和壁面的润湿角（液体与壁面交界处的切面经液体到壁面的交角）θ<90˚,凝结液在壁面上形成一层完整的液膜。

11.核态沸腾:

在加热面上产生汽泡，换热温差小,且产生汽泡的速度小于汽泡脱离加热表面的速度,汽泡的剧烈扰动使表面传热系数和热流密度都急剧增加。

12．膜态沸腾:

在加热表面上形成稳定的汽膜层,相变过程不是发生在壁面上,而是汽液界面上，但由于蒸汽的导热系数远小于液体的导热系数,因此表面传热系数大大下降。

四、辐射传热

１.热辐射:

由于物体内部微观粒子的热运动状态改变，而将部分内能转换成电磁波的能量发射出去的过程。

2.吸收比：

投射到物体表面的热辐射中被物体所吸收的比例。

3．反射比：

投射到物体表面的热辐射中被物体表面所反射的比例。

4．穿透比:

投射到物体表面的热辐射中穿透物体的比例。

5.黑体：

吸收比α＝１的物体。

6.白体:

反射比ρ=l的物体（漫射表面）

7.透明体：

透射比τ=1的物体

8.灰体：

光谱吸收比与波长无关的理想物体。

9.黑度:

实际物体的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值，即物体发射能力接近黑体的程度。

1０．辐射力：

单位时间内物体的单位辐射面积向外界（半球空间）发射的全部波长的辐射能。

１1．漫反射表面：

如果不论外界辐射是以一束射线沿某一方向投入还是从整个半球空间均匀投入,物体表面在半球空间范围内各方向上都有均匀的反射辐射度Lr,则该表面称为漫反射表面。

12．角系数:

从表面1发出的辐射能直接落到表面2上的百分数。

１3．有效辐射：

单位时间内从单位面积离开的总辐射能,即发射辐射和反射辐射之和。

14.投入辐射:

单位时间内投射到单位面积上的总辐射能。

15.定向辐射度：

单位时间内,单位可见辐射面积在某一方向p的单位立体角内所发出的总辐射能（发射辐射和反射辐射），称为在该方向的定向辐射度。

１６.漫射表面：

如该表面既是漫发射表面,又是漫反射表面，则该表面称为漫射表面。

17.定向辐射力：

单位辐射面积在单位时间内向某一方向单位立体角内发射的辐射能。

１８.表面辐射热阻：

由表面的辐射特性所引起的热阻。

19．遮热板：

在两个辐射传热表面之间插入一块或多块薄板以削弱辐射传热。

20．重辐射面：

辐射传热系统中表面温度未定而净辐射传热量为零的表面。

五、传热过程与传热器

1．传热过程:

热量从高温流体通过壁面传向低温流体的总过程.

2.　复合传热:

对流传热与辐射传热同时存在的传热过程．

３.污垢系数:

单位面积的污垢热阻.

4．肋化系数:

　肋侧表面面积与光壁侧表面积之比.

5．顺流:

两种流体平行流动且方向相同

6．　逆流：

　两种流体平行流动且方向相反

7.效能:

换热器实际传热的热流量与最大可能传热的热流量之比.

8．传热单元数：

传热温差为1Ｋ时的热流量与热容量小的流体温度变化1K所吸收或放出的热流量之比.它反映了换热器的初投资和运行费用,是一个换热器的综合经济技术指标.

9．临界热绝缘直径:

对应于最小总热阻（或最大传热量）的保温层外径.

导热系数

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重点内容：

影响导热系数的主要因素；典型工程材料导热系数的数值。

一、导热系数（ＨｅaｔCｏnｄuctiviｔｙ）

定义式:

导热系数在数值上等于单位温度降度（即lＫ/ｍ）下，在垂直于热流密度的单位面积上所传导的热流量。

导热系数是表征物质导热能力强弱的一个物性参数。

二、影响因素

包括：

物质的种类及性质、温度、压力、密度以及湿度

各种物质的导热系数相差很大，其根本原因在于不同的物质其导热机理存在着差异。

一般而言,金属的导热系数最大,非金属和液体次之,气体的导热系数最小。

导热系数越大,说明其导热性能越好。

由图中可以看出,各类物质导热系数的一般大小顺序。

现行国家标准（GB4２7２—9２）规定,平均温度在３50℃以下时导热系数低于0．1２

时，这种材料称为保温材料。

同一种物质的导热系数也会因其状态的不同而改变,因而导热系数是物质温度和压力的函数。

由于物质温度和压力的高低直接反映物质分子的密集程度和热运动的强弱程度,直接影响着分子的碰撞、晶格的振动和电子的漂移，故物质的导热系数与温度和压力密切相关。

见下表。

※非金属材料的导热机理：

非金属物质多属于多孔性材料,其内部孔隙部分充满着空气。

其导热机理一般是通过材料的实体和孔隙空气两部分热量传递综合作用的结果,如果空隙大到一定程度,也会存在对流换热换热和辐射换热方式。

多孔性材料导热系数的影响因素:

多孔材料湿度越大,λ也越大。

建筑材料,尤其是保温材料要防潮;多孔材料密度越小即孔隙中空气量越多，材料导热系数越小。

但密度也不能过小，否则由于对流换热强度的增大，材料导热系数反而增加。

三、典型工程材料导热系数的数值

273K时物质的导热系数

四、导热系数的确定

工程计算采用的各种物质的导热系数的数值都是用专门实验测定出来的。

测量方法包括稳态测量方法和非稳态测量方法。

物质的导热系数值可以查阅相关文献。

一般把导热系数仅仅视为温度的函数，而且在一定温度范围还可以用一种线性关系来描述，即

。

五、基本要求及例题

主要是加深对影响导热系数主要因素的理解,了解典型工程材料导热系数的数值。

例题1、工程中应用多孔性材料作保温隔热,使用时应注意什么问题?

为什么?

答：

应注意防潮。

保温材料的一个共同特点是它们经常呈多孔状，或者具有纤维结构,其中的热量传递是导热、对流换热、热辐射三种传热机理联合作用的综合过程。

如果保温材料受潮，水分将替代孔隙中的空气，这样不仅水分的导热系数高于空气，而且对流换热强度大幅度增加，这样材料保温性能会急剧下降。

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