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如何提高流体的导热性?

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:流体的导热性是指当流体内部或流体与其他介质之间存在温度差时,温度较高区域与温度较低区域之间存在热量传递的现象。流体流过壁面时,紧贴壁面的位置会形成层流底层,流体在该处流速很低,几乎可看做为零,故此处流体与壁面进行的是导热过程;层流之外的区域热传递方式主要是对流传热过程。热辐射一切实际物体的辐射能力都小于同温度下的黑体。

如何提高流体的导热性?

流体的导热性是指当流体内部或流体与其他介质之间存在温度差时,温度较高区域与温度较低区域之间存在热量传递的现象。

热量传递有导热、对流和热辐射3种方式。流体流过壁面时,紧贴壁面的位置会形成层流底层,流体在该处流速很低,几乎可看做为零,故此处流体与壁面进行的是导热过程;层流之外的区域热传递方式主要是对流传热过程。

(1)导热

单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量。当物体的温度仅在x方向发生变化时,按照傅里叶定律(又称导热基本定律),热流密度的表达式为

式中 q——热流量,单位为W/m2

Φ——总换热量,单位为W;

A——换热面积,单位为m2

λ——导热系数,单位为W/(m·K);

式中 q——热流量,单位为W/m2

Φ——总换热量,单位为W;

A——换热面积,单位为m2

λ——导热系数,单位为W/(m·K);

978-7-111-39084-8-Chapter01-13.jpg——沿x方向的温度梯度,单位为K/m,x为面积的法线方向;

负号“-”表示热量传递方向与温度梯度方向相反。

(2)对流

通常,流体与固体表面间的对流换热量可用下式表达:

q=hT1T2) (1-5)

式中 q——热流量,单位为W/m2

h——换热系数,单位为W/(m2·K);

T1-T2——流体与固体的温度差,单位为K。

(3)热辐射

一切实际物体的辐射能力都小于同温度下的黑体。实际物体辐射热流量的计算可以采用斯特番—波耳兹曼定律的经验修正公式:

Φ=ε1A1σT41T42) (1-6)(www.xing528.com)

式中 Φ——总换热量,单位为W;

ε1——物体1的发射率(又称黑度),其值总小于1;

A1——物体1的辐射面积,单位为m2

σ——斯特番—波耳兹曼常量(又称黑体辐射常数),是一个自然常数,σ=5.67×10-8W/(m2·K4);

T1T2——物体1和物体2的温度,单位为K。

978-7-111-39084-8-Chapter01-13.jpg——沿x方向的温度梯度,单位为K/m,x为面积的法线方向;

负号“-”表示热量传递方向与温度梯度方向相反。

(2)对流

通常,流体与固体表面间的对流换热量可用下式表达:

q=hT1T2) (1-5)

式中 q——热流量,单位为W/m2

h——换热系数,单位为W/(m2·K);

T1-T2——流体与固体的温度差,单位为K。

(3)热辐射

一切实际物体的辐射能力都小于同温度下的黑体。实际物体辐射热流量的计算可以采用斯特番—波耳兹曼定律的经验修正公式:

Φ=ε1A1σT41T42) (1-6)

式中 Φ——总换热量,单位为W;

ε1——物体1的发射率(又称黑度),其值总小于1;

A1——物体1的辐射面积,单位为m2

σ——斯特番—波耳兹曼常量(又称黑体辐射常数),是一个自然常数,σ=5.67×10-8W/(m2·K4);

T1T2——物体1和物体2的温度,单位为K。

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