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传热学论文

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传热学论文

1、 传热学发展史  传热学作为学科形成于19世纪。在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。  对流换热的真正发展是19世纪末叶以后的事情。1904年德国物理学家普朗特的边界层理论和1915年努塞尔的因次分析,为从理论和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础。1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处。  在热传导方面,法国物理学家毕奥于1804年得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。稍后,法国的傅里叶运用数理方法,更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式。  热辐射方面的理论比较复杂。1860年,基尔霍夫通过人造空腔模拟绝对黑体,论证了在相同温度下以黑体的辐射率(黑度)为最大,并指出物体的辐射率与同温度下该物体的吸收率相等,被后人称为基尔霍夫定律。  1878年,斯忒藩由实验发现辐射率与绝对温度四次方成正比的事实,1884年又为玻耳兹曼在理论上所证明,称为斯忒藩-玻耳兹曼定律,俗称四次方定律。1900年,普朗克在研究空腔黑体辐射时,得出了普朗克热辐射定律。这个定律不仅描述了黑体辐射与温度、频率的关系,还论证了维恩提出的黑体能量分布的位移定律  2、传热的基本方式  热传导是指在不涉及物质转移的情况下,热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位,或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程,简称导热。  热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。工程上广泛遇到的对流换热,是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程,它是热传导和热对流综合作用的结果。决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。  热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长在1~100微米之间的电磁辐射,因此与其他传热方式不同,热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。每一物体都具有与其绝对温度的四次方成比例的热辐射能力,也能吸收周围环境对它的辐射热。辐射和吸收所综合导致的热量转移称为辐射换热。  实际传热过程一般都不是单一的传热方式,如火焰对炉壁的传热,就是辐射、对流和传导的综合,而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便,人们在传热研究中把三种传热方式分解开来,然后再加以综合。  3、传热学今后的应用  20世纪以前,传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以后,传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展,越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透,形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。  现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却,等离子工艺中带电粒子的传热特性,核工程中有限空间的自然对流,动力和化工机械中超临界区换热,小温差换热,两相流换热,复杂几何形状物体的换热,湍流换热等。  随着激光等新的实验技术的引入和计算机的应用,为传热学的发展提供了广阔前景。  3、总结  热科学的工程领域包括热力学和传热学传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后裔只讨论在平衡状态下的系统.这些附加的定律足以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。 传热学是研究不同温度的物体,或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热问题  参考文献:  〔1〕 杨世铭,陶文铨 《传热学》高等教育出版社,第三版 1998  〔2〕 章熙民,任泽霈,梅飞鸣《传热学》中国建筑工业出版社,第四版 2001

1、定义:热传导是介质内无宏观运动时的传热现象,其在固体、液体和气体中均可发生,但严格而言,只有在固体中才是纯粹的热传导,而流体即使处于静止状态,其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流,因此,在流体中热对流与热传导同时发生。热对流又称对流传热,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。热辐射,物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。热量传递的3种方式之一。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多。2、区别:热传导是热能从高温向低温部分转移的过程;热对流是热量通过流动介质传递的过程;热辐射是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象,是在真空中唯一的传热方式。

工程热力学与传热学论文

其实工程热力学和传热学的关系不是很大,工程热力学,流体力学,空气动力学这三门课才是我中有你,你中有我

其实我个人觉得需要记忆的都不多,这些知识很多是脑袋外储存的。但是你要搞懂理论的东西,就要结合热力学、传热传质学、流体力学了。其实这三者是相同的。

1、传热学是研究热量传递规律的科学,是研究由温差引起的热能传递规律的科学。大约在上世纪30年代,传热学形成了独立的学科。2、工程热力学是热力学最先发展的一个分支,它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用,是机械工程的重要基础学科之一。 热力学是研究热现象中,物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系,以及状态发生变化时,系统与外界相互作用的学科。

综述工程热力学和传热学在汽车领域中的应用及发展趋势 摘要:工程热力学是热力学最先发展的一个分支,它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用,是机械工程的重要基础学科之一。而传热学是研究热量传递规律,研究不同温度的物体或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。在机件的冷、热加工过程中包含有大量复杂的热传递过程。 Abstract: Engineering thermodynamics is one of the earliest development branch of thermodynamics, It mainly studies the heat energy and mechanical energy and other energy between the rule of their conversion to each other and their applications, is one of the important basic subject of mechanical And heat transfer is a subject which studys of heat transfer law, and the heat transfer law between the object with different temperature or different parts of the same In parts of the cold and hot working process contains a large number of complex heat transfer 关键词:工程热力学 传热学 应用 发展1、什么是工程热力学和传热学 工程热力学是热力学的工程分支,也是热力学最先发展的一个分支,它主要研究能量转换,特别是热能转化成能的规律和方法,以及提高转化效率的途径。传热学是研究热量传递规律的科学,它和工程热力学一起组成热工理论的基础。 2、工程热力学和传热学的应用 1工程热力学在机械设计制造中的应用 18世纪,英国开始了产业革命,产生了对热机的巨大需求,各种蒸汽机应运而生。在蒸汽机的众多发明和改进者中,最有名的是英国人瓦特,他在1763-1784年间,主要凭借经验摸索对当时只能用于抽水和灌溉的纽克曼蒸汽机作了重大改进,且研制成功了应用高于大气压的蒸汽和配有独立凝汽器的单位缸蒸汽机,使蒸汽机能耗了75%;1782年,制造了联协式蒸汽机,1784年,发明了调速器并对蒸汽机进一步改进,使其能适用于各种机械运动的原动机。此后,纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、陶瓷业等工业部门,都先后以蒸汽机作为原动机获得迅速的发展阶段。 活塞式内燃机起源于荷兰物理学家惠更斯用火药爆炸获取动力的研究,但因火药燃烧难以控制而未获成功。1794年,英国人斯特里特提出从燃料的燃烧中获取动力,并且第一次提出了燃料与空气混合的概念。1833年,英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。19世纪中期,科学家完善了通过燃烧煤气,汽油和柴油等产生的热转化机械动力的理论。这为内燃机的发明奠定了基础。直到1860年,法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构,设计制造出第一台实用的煤气机。自19世纪60年代问世以来,经过不断改进和发展,已是比较完善的机械。它热效率高、功率和转速范围宽、配套方便、机动性好,所以获得了广泛的应用。全世界各种类型的汽车、拖拉机、农业机械、工程机械、小型移动电站和战车等都以内燃机为动力。海上商船、内河船舶和常规舰艇,以及某些小型飞机也都由内燃机来推进。世界上内燃机的保有量在动力机械中居首位,它在人类活动中占有非常重要的地位。 2工程传热学在机械设计制造中的应用 工程热力学和传热学在机械制造中的应用主要体现在对机械工程材料的影响上。材料在加热和冷却的时候都会在微观上产生组织变化,从而引起宏观上的物理性质变化,而这些变化,都会给机械带来非常大的危害,因此,在机械加工制造的过程中,我们就要充分考虑到这些问题,在问题未产生之前通过一些方式方法来避免问题的产生。 对于很多在高温下工作的零件,只考虑室温下的力学性能是不够的,因为热会自动由高温向低温传递,而随着零件温度的上升,零件材料的组织发生变化,从而引起材料的力学性质的改变。因此高温下材料的强度随温度升高和时间的延长而降低。评定材料高温力学性能指标有:蠕变极限和持久强度。建于某些在高温下时不考虑变形量的大小,只考虑在给定应力下使用寿命的零件,如锅炉管道等,持久强度应作为设计的主要依据。对于在高温下对塑性变形要求严格的零件,如燃气机叶片等,在长期工作中只能许有一定量的变形,设计时则必有用蠕变极限作主要依据。高温下零件的失效和室温下零件的失效相似,主要有过量塑性变形、断裂、磨损等。由于温度和应力的同时作用,更加速了塑性变形、裂纹形成和扩展过程,有时同一零件可同时产生几种失效形式。 另外一方面,空调,制冷机,北方供热系统等都是基于传热学的原理设计制造而成的。分别是制冷以及制热。以空调为例 制冷原理:压缩机将气态的氟利昂压缩为高温高压的气态氟利昂,然后送到冷凝器(室外机)散热后成为中温中压的液态氟利昂,所以室外机吹出来的是热风。 液态的氟利昂经 毛细管,进入蒸发器(室内机),空间突然增大,压力减小,液态的氟利昂就会汽化,(从液态到气态是个吸热的过程),吸收大量的热量,蒸发器就会变冷,室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过,所以室内机吹出来的就是冷风;空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴,顺着水管流出去,这就是空调会出水的原因。 然后气态的氟利昂回到压缩机继续压缩,继续循环。 制热的时候有一个叫四通阀的部件,使氟利昂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反,所以制热的时候室外吹的是冷风,室内机吹的是热风。 其实就是用的初中物理里学到的液化(由气体变为液态)时要排出热量和汽化(由液体变为气体)时要吸收热量的原理,同时蒸发热量。 制热原理:热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝器来加热室内空气。空调器在制冷工作时,低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热而高温高压制冷剂在冷凝器内放热冷凝。热泵制热是通过电磁换向,将制冷系统的吸排气管位置对换。原来制冷工作蒸发器的室内盘管变成制热时的冷凝器,这样制冷系统在室外吸热向室内放热,实现制热的目的。 3、工程热力学和传热学的发展和趋势 1热力学的发展史 古代人类早就学会了取火和用火,不过后来才注意探究热、冷现象的实质。但直到17世纪末,人们还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下,人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。1709~1714年华氏温标和1742~1745年摄氏温标的建立,才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术,为科学地观测热现象提供了测试手段,使热学走上了近代实验科学的道路。 1798年,朗福德观察到用钻头钻炮筒时,消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。1799年,英国人戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化,这显然无法由“热质说”得到解释。1842年,迈尔提出了能量守恒理论,认定热是能的一种形式,可与机械能互相转化,并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。 英国物理学家焦耳于1840年建立电热当量的概念,1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年,焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了“热质说”。公认能量守恒、能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳就是以他的名字命名的。 热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。1824年,法国人卡诺提出著名的卡诺定理,指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限,这实质上已经建立起热力学第二定律。但受“热质说”的影响,他的证明方法还有错误。1848年,英国工程师开尔文根据卡诺定理制定了热力学温标。1850年和1851年,德国的克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律,并在此基础上重新证明了卡诺定理。1850~1854年,克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵的概念。热力学第一定律和第二定律的确认,对于两类“永动机”的不可能实现作出了科学的最后结论,正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时也形成了“工程热力学”这门技术科学,它成为研究热机工作原理的理论基础,使内燃机、汽轮机、燃气轮机和喷气推进机等相继取得迅速进展。 与此同时,在应用热力学理论研究物质性质的过程中,还发展了热力学的数学理论,找到了反映物质各种性质的相应的热力学函数,研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律 。1906年,德国的能斯脱在观察低温现象和化学反应中发现热定理;1912年,这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。 二十世纪初以来,对超高压、超高温水蒸汽等物性,和极低温度的研究不断获得新成果。随着对能源问题的重视,人们对与节能有关的复合循环、新型的复合工质的研究发生了很大兴趣。 近20多年,现代技术的进步,特别是高参数大容量发电机组的发展,原子能、太阳能、地热能等新能源的开发利用,航天技术的飞速发展,超导、大规模集成电路、机械和生物工程等一系列现代科学技术的进步,推动了传热学科学的迅速发展,其理论体系日趋完善,已经成为现代科学技术中充满活力的基础学科之一。 2热力学的发展趋势 如今,人们将发展看作人的基本需求逐步得到满足、人的能力发展和人性自我实现的过程,形成了可持续发展观念并在便于取得共识。人类当今的发展需求,向热力学得出了能量发生,能量利用及能量回收诸多领域的新课题。热力学理论将在不断解决诸如确保自然资源可持续利用、相变传热、物体对外部能量选择性吸收、洁净能源利用技术等级新课题中不断充实、完善和发展。 参考文献:李长友 钱东平《工程热力学与传热学》 北京 中国农业大学出版社 相瑜才 孙维连 《工程材料及机械制造基础》 北京 机械工业出版社

传热学论文5000字

告诉你扣号是398开头的,中间是089,结尾是779。顶级服务体验,等你参与!2011-10-26

1、 传热学发展史  传热学作为学科形成于19世纪。在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。  对流换热的真正发展是19世纪末叶以后的事情。1904年德国物理学家普朗特的边界层理论和1915年努塞尔的因次分析,为从理论和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础。1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处。  在热传导方面,法国物理学家毕奥于1804年得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。稍后,法国的傅里叶运用数理方法,更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式。  热辐射方面的理论比较复杂。1860年,基尔霍夫通过人造空腔模拟绝对黑体,论证了在相同温度下以黑体的辐射率(黑度)为最大,并指出物体的辐射率与同温度下该物体的吸收率相等,被后人称为基尔霍夫定律。  1878年,斯忒藩由实验发现辐射率与绝对温度四次方成正比的事实,1884年又为玻耳兹曼在理论上所证明,称为斯忒藩-玻耳兹曼定律,俗称四次方定律。1900年,普朗克在研究空腔黑体辐射时,得出了普朗克热辐射定律。这个定律不仅描述了黑体辐射与温度、频率的关系,还论证了维恩提出的黑体能量分布的位移定律  2、传热的基本方式  热传导是指在不涉及物质转移的情况下,热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位,或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程,简称导热。  热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。工程上广泛遇到的对流换热,是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程,它是热传导和热对流综合作用的结果。决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。  热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长在1~100微米之间的电磁辐射,因此与其他传热方式不同,热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。每一物体都具有与其绝对温度的四次方成比例的热辐射能力,也能吸收周围环境对它的辐射热。辐射和吸收所综合导致的热量转移称为辐射换热。  实际传热过程一般都不是单一的传热方式,如火焰对炉壁的传热,就是辐射、对流和传导的综合,而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便,人们在传热研究中把三种传热方式分解开来,然后再加以综合。  3、传热学今后的应用  20世纪以前,传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以后,传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展,越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透,形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。  现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却,等离子工艺中带电粒子的传热特性,核工程中有限空间的自然对流,动力和化工机械中超临界区换热,小温差换热,两相流换热,复杂几何形状物体的换热,湍流换热等。  随着激光等新的实验技术的引入和计算机的应用,为传热学的发展提供了广阔前景。  3、总结  热科学的工程领域包括热力学和传热学传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后裔只讨论在平衡状态下的系统.这些附加的定律足以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。 传热学是研究不同温度的物体,或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热问题  参考文献:  〔1〕 杨世铭,陶文铨 《传热学》高等教育出版社,第三版 1998  〔2〕 章熙民,任泽霈,梅飞鸣《传热学》中国建筑工业出版社,第四版 2001

空调和冰箱的工作原理基本上是一样的,都是由压缩机,冷凝器,蒸发器,和节流装置组成。工作原理是制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器,带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器,并在相应的低压下蒸发,吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换,并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动,达到降低温度的目的。 而冰箱没有风扇靠自然对流来进行热量交换。 而冰箱没有风扇靠自然对流来进行热量交换。 作为冰箱它仅是将密封柜体内的的温度降至一定的设定值,而对于空调来讲,要使室内温度降低,必须将室内多余的热量排出室外,所以压缩机和散热器必须在室外夏天我们从空调旁边走过时,感觉到有热风吹出,就是这个道理热量传递简称传热。物体内部或者物体之间,只要有温差的存在,就有热量自发地由高温处向低温处传递。自然界日常生活和工业生产领域中到处存在着温差,因此热量传递就成为一种极普遍的物理现象。研究热量传递的规律即根据不同的热量传递过程得出单位时间内所传递的热量与相应的温度差之间的关系。不同的热量传递方式具有不同的传递规律,相应的研究分析方法也各不相同。传热学在科学技术各个领域中都有十分广泛的应用。尽管各个领域中遇到的传热问题形式多样,但研究传热的目的大致上可以归纳为三个方面。(1)强化传热,在一定的条件下(如一定的温差、体积、重量或泵功等)增加所传递的热量。(2)削弱传热或称热绝缘,即在一定的温差下使热量的传递减到最小。(3)温度或传热控制,为使一一些设备能安全、经济地运行,或者为得到优质产品、工艺,需要对热量传递过程中物体关键部位的温度或传热速率进行控制。

辐射传热论文

哈哈哈哈 明天就要交了 你还是赶快写吧 我正在写

1、 传热学发展史  传热学作为学科形成于19世纪。在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。  对流换热的真正发展是19世纪末叶以后的事情。1904年德国物理学家普朗特的边界层理论和1915年努塞尔的因次分析,为从理论和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础。1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处。  在热传导方面,法国物理学家毕奥于1804年得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。稍后,法国的傅里叶运用数理方法,更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式。  热辐射方面的理论比较复杂。1860年,基尔霍夫通过人造空腔模拟绝对黑体,论证了在相同温度下以黑体的辐射率(黑度)为最大,并指出物体的辐射率与同温度下该物体的吸收率相等,被后人称为基尔霍夫定律。  1878年,斯忒藩由实验发现辐射率与绝对温度四次方成正比的事实,1884年又为玻耳兹曼在理论上所证明,称为斯忒藩-玻耳兹曼定律,俗称四次方定律。1900年,普朗克在研究空腔黑体辐射时,得出了普朗克热辐射定律。这个定律不仅描述了黑体辐射与温度、频率的关系,还论证了维恩提出的黑体能量分布的位移定律  2、传热的基本方式  热传导是指在不涉及物质转移的情况下,热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位,或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程,简称导热。  热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。工程上广泛遇到的对流换热,是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程,它是热传导和热对流综合作用的结果。决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。  热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长在1~100微米之间的电磁辐射,因此与其他传热方式不同,热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。每一物体都具有与其绝对温度的四次方成比例的热辐射能力,也能吸收周围环境对它的辐射热。辐射和吸收所综合导致的热量转移称为辐射换热。  实际传热过程一般都不是单一的传热方式,如火焰对炉壁的传热,就是辐射、对流和传导的综合,而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便,人们在传热研究中把三种传热方式分解开来,然后再加以综合。  3、传热学今后的应用  20世纪以前,传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以后,传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展,越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透,形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。  现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却,等离子工艺中带电粒子的传热特性,核工程中有限空间的自然对流,动力和化工机械中超临界区换热,小温差换热,两相流换热,复杂几何形状物体的换热,湍流换热等。  随着激光等新的实验技术的引入和计算机的应用,为传热学的发展提供了广阔前景。  3、总结  热科学的工程领域包括热力学和传热学传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后裔只讨论在平衡状态下的系统.这些附加的定律足以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。 传热学是研究不同温度的物体,或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热问题  参考文献:  〔1〕 杨世铭,陶文铨 《传热学》高等教育出版社,第三版 1998  〔2〕 章熙民,任泽霈,梅飞鸣《传热学》中国建筑工业出版社,第四版 2001

摘要:金属成为热的良导体的原因不是金属原子外层的自由电子或者外层电子的互绕运动,而是因为金属原子外层有数量更多的电子的运动频率等于或者接近红外光波的频率,非金属是热的不良导体的原因也并非其原子外层没有自由电子,也是因为其原子外层电子的运动频率离红外频率更远。关键词:热,良导体,不良导体,原子,自由电子,运动频率,红外光波,共振1 温度与热笔者通过系列的论文阐述了温度的物理意义,温度并不是经典统计物理学中所说的是大量分子(原子)无规则运动剧烈程度的反映,即使物体分子没有无规则地运动,也即使物体是单分子(原子)物体,物体将同样地具有温度。对于物体分子(原子)而言,由于分子(原子)的体积、原子核外电子的绕核运动的半径或者频率等等属性均随着温度的变化而发生变化。人们正是利用了分子(原子)的体积随温度变化的属性做成了温度计,我们也可以利用原子核外电子的绕核运动的频率随温度而变化的属性来测量温度。实际上,不论是原子物体还是非原子物体空间,为了了解其温度高低,我们就必须在其中放入测温原子(温度计),那么测量原子与被测物体(空间)之间就一定首先发生热交换,只要测原子吸收或者释放的热量很小,不至于影响被测物体(空间)的热属性,当热交换达到动态平衡之时,测温原子的体积也好,核外电子的运动频率也好,都已经达到某一稳定值,只要测得这些数值,就可以知道原子的温度——被测物体(空间)的温度。我们知道,吸热后的原子温度一定升高,原子的体积一定增大,这种变化需要一个过程——原子核外电子的运动速率增大频率增大——电子不可能在原来运动轨道上运动,而产生了向外的属性运动——电子运动半径增大,运动速率减小频率减小。所以,对于同一个测温原子,如果其核外电子的运动频率越小,被测物体(空间)的温度将越高(详见笔者《论绝对温度与气态方程》)。在此,笔者不再讨论温度与原子核外电子运动频率的关系,而要讨论的重点内容是测温原子所吸收或者释放的“热量”是什么?它是怎样吸收、释放“热量”的?从以上的温度变化过程来看,只要能够使原子核外电子的运动频率发生变化,原子就一定吸收或者释放了“热量”。那么,有什么过程能使原子核外电子的运动速率发生变化呢?在笔者的系列论文中,已经论述了物体发生加速运动原因——(1)环境自由粒子具有密度梯度 ;(2)环境中某空间位置自由粒子的速度的时间变化率 ;(3)对于运动物体而言,环境自由粒子具有速度旋度 ;(4)对于由原子分子构成物体,环境自由原子(分子)具有温度梯度 ,物体在这样的空间环境中,必然地发生运动状态的改变,笔者把这种物体因环境因素而发生加速运动称为环境属性运动,简称为属性运动。也就是说,物体在加速运动并不是什么力作用的结果,而是它在环境中应有的属性。温度既然是原子核外电子绕核运动频率大小的反映,电子一旦脱离原子核的束缚,无论其运动速度有多大,也与温度扯不上关系,同样地,除原子或由原子组成的物体之外的其他粒子,也与温度无关。所以,比原子小的一些粒子,比如:电子、质子、中子、夸克……暗物质电性子、中性子等等,这些自由粒子的运动都是温度无关,只有电子在原子核外绕核运动时才与温度有关。所以上述的物体加速运动原因的第四点只对于原子物体或者由原子组成的物体适用。物体原子核外电子运动速率的变化是物体温度变化根本原因与根本实质,当我们研究物体的温度为什么变化而对电子运动速率的变化进行研究时,就应该把这第四点进行排除。另外,对于第三点,因为环境自由粒子的速度旋度对运动物体产生的属性加速度总是垂直于运动物体的运动速度的方向,这就是说,这种属性加速度只能改变物体的速率方向,而不能改变速率大小。所以,对于原子核外的运动电子,如果存在着这样的属性加速度,要么只能使电子向某一个固定方向的运动速度增大,还有可能使电子最终脱离原子核周围虚体环境的束缚,飞到原子核外的空间,形成真正的自由电子——光电效应的光电子就是一个很好的例证;要么只能改变电子的运动速度的方向,而不能改变其速度大小。也就是说,这种环境绝对不可能改变原子核外电子绕核运动频率大小,不可能改变温度高低。故如果这种环境所具有能量,那它一定不是热能。对于自由粒子密度不平衡的空间,粒子密度梯度方向的不可逆性决定了原子核外电子在这种环境中运动一周不可能改变电子运动动能,当然也不可能使其绕核运动的频率发生变化,所以,使物体升温的环境也不是自由粒子的密度梯度环境。通过以上逐一的排除,我们完全有理由相信,能够使物体升温的环境一定是——固定位置的自由粒子速度变化率的环境!那么这种环境是怎样形成的呢?怎样才能使空间某个固定位置的自由粒子的运动速度具有时间变化率呢?实际上,我们通过分析就可以知道,在任何一种正弦波动的空间里,空间的任何一个固定位置或者任何一个固定的媒质质点的运动速度就是不断地发生变化的,它一定有时间变化率。也就是说,一定存在着某种正弦波动可以使原子核外电子绕核运动的速率、频率发生变化——可以改变物体的温度!在所有波动中有中性子与电性子波动即光波与电磁波有着以上的可以使原子核外电子绕运动的速率、频率发生变化的功能,但是由于我们已知的正弦电磁波频率太小,远小于原子核外电子绕核运动的频率,它对改变原子核外电子的绕核运动的速率、频率的帮助不大,甚至没有帮助。只有中性子波动——光波,它产生于原子核外电子绕核运动激发中性子,光波的频率与电子绕核频率相同,当光波照射到原子上时,在原子的空间区域中产生了运动速度按正弦规律变化的中性子运动,即产生了 的等效环境加速度,如果原子核外电子的运动频率接近于该中性子的波动频率而且电子的速度方向与 相同时,那么,电子由于属性运动其速度将增大,从而导致其运动频率及温度的改变。由于空间的中性子波动并不只是由一个原子的核外电子的运动激发产生,而是由无穷多电子激发产生,所以,在这些波动之中总是存在着与原子核外电子速度方向相同、频率接近的波动,使原子升温。所以实际上,原子的吸热过程是原子核外电子在中性子波动环境中发生属性运动使其速度增大的过程,故所谓热量,其实质是空间环境的光波——中性子波动中性子媒质速度的时间不平衡。每个原子,其核外电子总是运动于中性子波动环境,它总可以在这种环境发生属性运动而增加动能——吸热,使原子温度升高。同时,也因为这些核外电子运动于中性子环境中,每个电子都在运动过程中激发中性子波动,电子本来具有的动能的一部分将再一次转化为中性子波动的各种不平衡,于是电子的动能减小,原子的有效半径将随之减小,原子的温度也随之下降。所以,电子激发中性子波动的过程实际上就是原子物体的放热过程。在任何一个环境空间,在某段时间内,由于各种因素的存在决定该空间的中性子波动的量值为一个较为稳定的数值,因此如果在此空间放入测温原子,测温原子的核外电子在空间中性子波动的环境中既吸收热量,又放出热量,当原子的吸热与放热达到平衡时,原子的温度稳定了。这就是测温的原理,这就是热的实质!2 热对流热的实质是什么?它是中性子波动——光波特别是红外光波媒质振动速度的时间不平衡的强度!光波一旦形成,它就在空间传播,光波媒质的振动速度也随之在空间传播,当然媒质振动速度的时间不平衡也随之在空间传播,所以,光线传播的过程也就是热传播的过程,热传播的过程也是光传播的过程。笔者曾在《暗物质寻踪(六)》及《论光、热与电磁波》等文中认为热是红外光波所携带的能量,这只是笔者对光与热的关系不是十分清楚的情况下而得出的片面的结论,笔者在此谢过,并作特别的更正。我们把热量随光波的传播过程称为热辐射。在热辐射、热对流与热传导这三种传播方式之中热辐射是最基本最重要的途径,实际上,热对流与热传导都是基于热辐射的热传递方式。热对流是星球附近的气体对热量的一种特有的传递方式。在《论万有引力、重力和物体的属性力》一文中,笔者论述了地球附近的空气密度因中性子密度梯度而产生的分布,地球附近任何一处的空气密度梯度与该处的中性子密度梯度大小相等方向相反,使空气分子竖直向下与竖直向上的属性加速度相互抵消,空气分子才以比较平衡的状态出现我们人类面前,不至于全部落至地面上也不至于全部平均分布于整个宇宙空间(当然,这也是不完全的论述,全面的论述还必须考虑温度梯度对空气密度分布的影响,见笔者《论能量最原始的形式(三)》)。某处的一个热源,热源的原子核外电子不断激发中性子而产生强度的中性子波动——光波,在热源附近的空气分子(原子)则存在于这些中性子波动环境之中,空气分子(原子)吸收了热量,每个分子(原子)所占的空间体积增大,温度升高,气体局部体积增大,密度减小,于是,热源附近的空气形成了两种梯度——以热源为中心指向外的温度梯度和方向相反的空气密度梯度。如果空气在没有中性子密度梯度即没有重力场的环境中,空气分子在这分子密度梯度环境中产生的属性运动加速度总是小于在温度梯度环境中产生的加速度,热源发热功率不大时,气体分子只是较缓慢地向着温度梯度方向发生属性运动,热源发热功率很大,气体分子向着温度梯度方向的属性加速度将随之增大,甚至可以发生强烈的爆炸!总之气体分子只是以热源为中心向外扩散运动,其方向是确定的,而不可能同时有气体分子向着热源中心扩散运动,即不可能发生热对流。如果这是一个处于整体天体(比如地球)附近的热源,那么情况就完全不相同了。天体周围存在重力场,因此在热源附近的空气,除了具有上述的方向相反的温度梯度与局部空气密度梯度之外,空气分子还运动于地球周围的中性子密度与大环境的空气密度梯度之中,因此,空气分子除了具有前面所说以热源为中心的扩散运动之外,更重要由于受热的局部空气的密度减小,使其产生了上浮的属性运动,同时,在其上方的空气分子却产生了下沉的属性运动,填补了受热空气上浮产生的空间体积空缺而来到热源附近,在热源热量的辐射下,再使其升温……这就是热对流形成的原理(笔者在《论浮力》一文中也有热对流的论述)。3 热与可见光波、红外光波笔者在以前的论文中,一直认为热是红外线光波媒质粒子运动速度的时间不平衡,为什么笔者会在这里忽然改变论点而认为热是光波的媒质粒子运动速度的时间不平衡呢?这不是大大地扩大了能够产生热的中性子波动的频率范围了吗?要弄清楚笔者观点的变化,则必须弄清楚可见光波是否具有热效应,如果可见光波确实有热效应,那么笔者观点的变化是正确的,反之则是不正确的。笔者再次强调——对原子物体而言,温度的实质就是原子核外电子绕核运动的速率(频率),温度变化的实质则是原子核外电子绕核运动速率(频率)的变化!所以,只要可见光能够使原子核外电子绕核运动的速率(频率)发生变化,就可以说可见光具有热效应。从理论上来说,在可见光环境空间的原子物体,原子核外电子绕核运动的速率完全可以在这种环境中发生属性运动,使速率发生增大,可见光的频率越是接近原子最外层电子的运动频率,电子运动速率的变化越是明显,原子物体的温升现象也越是明显。我们还可以从实验来进行证实——实验时必须有足够大没有原子物体的空间环境,在此空间环境中放入数量很少的测温原子,用滤除了红外线的高强度可见光照射测温原子。笔者预言,测温原子在可见光的照射前后的温度一定不相等,照射后一定发生了温升!那么为什么红外光波在所有的光波中热效应最为明显呢?其实原因相当简单,只是红外光波的频率最为接近一般原子核外最外层电子的运动频率,原子核外最外层电子在红外光波环境中运动时,最容易发生共振,环境中性子速度的时间不平衡最为容易转化为电子运动的动能,使电子的运动速率增大。4 热传导与热的导体温度是大量分子(原子)做无规则运动剧烈程度的反映,这是经典物理学的观点,这种观点不但在解释温度时应用了,而且在解释热传导时也应用了,从表面上看都是应用了“无规则运动的剧烈程度”,但是却是完全不同的两码事——在解释温度时“无规则运动剧烈程度”描述的是分子(原子)的运动;在解释热传导时“无规则运动剧烈程度”描述的则是电子的运动。如此一来,温度到底是大量分子(原子)还是大量电子的无规则运动剧烈程度的反映呢?或者是大量微观粒子无规则运动剧烈程度的反映?温度描述的无规则运动的主体到底是原子还是分子还是电子或者是其他微观粒子?哪一种微观粒子的无规则运动的剧烈程度更能反映温度的高低?所以,经典物理学的温度概念一定是错误的。笔者正是看到了这种错误,才形成了《暗物质寻踪(六)》等文中热传导的概念。在这些论文中,笔者认为无论任何原子,无论这些物体是什么物态,其核外电子均不可能脱离原子核的虚体环境空间,跑到原子核虚体环境之外的空间形成经典物理学中所谓的自由电子,所有原子核外电子都绕核运动。也就是说,笔者的观点是——任何物体中都不可能存在真正的自由电子!在这些论文中,笔者认为热传导的原因是相邻原子的核外电子互绕运动。在本文中,笔者的观点进一步发生了变化,热传导的原因并不是相邻原子的核外电子互绕运动!构成物体的各个原子之间除了原子虚体部分有某些相交之外,原子核外电子都仍在各自地绕核运动,并不存在什么互绕,更没有所谓自由电子!热传导的真正原因同样还是热辐射!我们知道,原子核外电子在绕核运动过程中,不断地激发中性子而产生中性子波动——光波——这就是热辐射!因为“热”就是中性子波动的中性子媒质粒子运动速度的时间不平衡,有光在传播就必然有“热”的传播。所谓“热传导”是热沿着物体从高温部分向低温部分传递。在实际情况中,物体的高温部分一定靠近热源,物体通常也是指由原子组成的物体。当物体一端靠近热源时,热源发出高强度的中性子波动(光波),使这部分物体的原子都处于中性子波动环境中,核外电子更是运动于中性子速度的时间不平衡环境中,由热源发出的中性子波动的频率通常比较低,而且可能有更多的红外光波,这些波动的频率与物体原子的外层电子运动频率接近,容易使电子发生共振并使电子的速度或者频率发生变化引起温度升高。即靠近热源的原子首先发生温度升高。这些靠近热源的原子,它们不只吸收“热量”使其温度不断升高,而是在其吸收“热量”的同时,其核外电子也不断激发中性子产生中性子波动。由物体原子产生了中性子波动是向着四面八方传播的。由于物体原子产生的波动强度要小于甚至可能远小于热源的中性子波动强度,因此产生的热传播方向一定是从热源指向物体;在物体之外的空间,存在着热源产生的中性子波动,也存在着经热源“加热”后物体原子产生的中性子波动,如果这些空间没有其他原子,那么,这些中性子波动将向着无穷远传播,如果这些空间存在其他原子,那么,这些原子将会在这些中性子波动环境中发生属性运动而引起温升;在物体的内部空间,热源产生的中性子波动由于受到表面或者靠近热源的原子的阻挡(吸收与反射),致使多数内部原子不能直接运动于热源产生的中性子波动环境中,所以热源不可能直接使大部分物体原子发生温升,尽管如此,由于靠近热源的物体原子在升温之后也不断地产生了中性子波动,这些波动除了一部分向热源方向与物体之外的方向传播,还有一部分在物体内部原子中传播,于是,形成了“热量”在自发情况下从物体的高温部分向低温部分的传播。“热量”的传播过程同样是物体原子在中性子波动环境中发生温升的过程。笔者以上热传导的观点否定了经典物理学中大量“自由电子”无规则运动碰撞发生热传导的观点,当然也否定了热的良导体与不良导体形成的原因。笔者坚持的是,任何物体中没有所谓的“自由电子”,物体内部所有的电子并不自由,这些电子总是绕其原子核做其应有环境属性运动,它们不可能脱离原子核虚体环境的束缚形成“自由电子”,除非原子外部存在有一个更加强大的环境,在物体内形成了一个大环境,在这种情况下,物体原子的部分外层电子有可能在大环境的帮助下脱离原子核的小环境,从而在大环境中发生属性运动,电流就是这样形成的。物体内部没有自由电子,不可能做无规则的运动,也谈不上在运动中碰撞。至于热的良导体与不良导体的形成,这还是与原子核外电子的运动频率有关。在上面的论述中,总是离不开原子核外电子的共振吸热——核外电子的绕核频率越是接近中性子波动频率,电子运动速率增大越快,温升速率也越快。鉴于此观点,笔者预言,单质金属原子核最外层电子的绕核频率较低,单质非金属原子核最外层电子的绕核频率较高,但是无论是哪一种元素,其原子核最外层电子的绕核频率一定大于红外光波频率。即有 。这就是形成热的良导体与不良导体的原因。在热源附近的金属,由于其原子最外层电子运动频率较低,接近热源红外光波频率,所以,电子吸热明显,吸热后电子运动频率更低更接近甚至等于红外光频率,吸热效果更为明显,于是形成一个吸热的良性循环。同时,这些吸热后的原子也不断激发与其电子运动频率相同的中性子波动,向着低温部分传播,低温部分的原子以同样的方式发生吸热升温。因为金属原子核外电子的运动频率接近红外频率,使原子吸热升温相当快,传递也相当快,故金属是热的良导体。对于非金属原子,由于其原子最外层电子的运动频率较高,远离红外频率。所以,靠近热源的非金属原子核外电子在热源低频中性子波动中吸热速率缓慢,温升速率缓慢,这些温升的原子激发的中性子波动强度也很弱,在非金属其他远离热源的原子,在强度很弱的中性子波动中的温升就更小了。所以,非金属是热的不良导体。不论物体由什么原子构成,中性子波动——光波照射到物体原子表面时,由于空间中性子密度在物体表面处发生较大变化,于是,光波一方面会形成反射,一方面会被物体原子吸收而发生温升。所以,温升越明显,反射将越弱,温升越弱,反射将越强。更因为原子核外电子运动频率的缘故,便形成了金属物体对可见光的强反射,非金属物体对可见光的强吸收的自然现象。5 空间温度的高低在《论真空的温度》等文中,笔者指出空间的温度高低决定于空间中性子波动的强度,但是,有一个很有趣的问题是,同处于地球绕太阳运动轨道上的地球和其他位置地点,太阳热源对这些所有地点中性子波动的辐射强度都是相同的,为什么却形成了地球的温度远高于其他地点的温度呢?温度的高低决定于空间中性子波动的强度的说法是否正确呢?对于这些问题的解决我们必须首先分析地球的结构及其物质组成。我们都知道,地球表面附近的几十千米高的空间范围内存在大气层,笔者把这个大气层称为地球运动实体的虚体部分(实际上,地球运动实体的虚体部分远不止这一丁点,它应该包括地球重力场范围内的所有空间区域)。我们还知道这个大气层的气体密度是自上而下是递增分布的,而且气体密度梯度相当小。虽然地球表面的中性子密度自上而下是递减分布,但是由于大气密度分布影响,使得中性子在地球表面的密度梯度趋于零,甚至形成了自上而下递增的中性子分布,这也就是说,当太阳光——中性子波动从外太空进入大气层时,因中性子密度梯度而产生的反射量相当小,大部分都能顺利进入大气层内部。无论是可见光部分也好,红外光部分也好,都能顺利进入大气层内部。光波一旦进入大气层之后,经过大气分子的反射等影响要重新射出大气层之外更为困难。另外,组成大气的元素基本上都是非金属元素,这些元素的原子对可见光的吸收能力很强,把可见光部分的中性子波动的不平衡转化为电子的运动动能,使大气温度升高,而这些原子对红外光波形成了有效的反射,使地球表面空间的中性子波动强度远高于地球轨道上外太空的中性子波动强度。这就是地球表面的温度远高于地球轨道上外太空的温度的原因。实际上,我们人类用于保暖的棉衣等都是基于非金属原子物体对红外光波的有效反射使局部空间内部的中性子波动特别是红外波动的强度增大的原理来实际保温保暖的。笔者在文章最后需要指出的是,我们现代的工业生产中大量地排放二氧化碳,使大气层底层的自由分子密度逐年增加,这对红外波动在大气底层内部形成更为有效的来回反射,于是大气温度在逐年上升,近几年终于出现了历史上少有的暖冬现象。完稿于2005年1月24日星期一

关于传热学的论文

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这个题目简单回答不好弄,你还是到网上搜一篇论文看看。热力学、传热学、流体力学都是暖通专业的专业课和专业基础课,是对跟本专业本学科相关的一些理论基础。

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