热的传递
崇明县新光中学课堂教案设计表课题热的转移
授课
时间
课时
教学目标知识目标：通过薄铝片旋转实验的操作过程来证明热空气向上升。
能力目标：通过进行空气对流实验过程及其现象的分析理解什么是空气对流。知道对流是热在空气中传递的主要方式。
情感目标：培养小组成员间的相互合作、相互关爱和相互学习的良好学习风气。
重点难点教学重点：热在气体和液体中主要通过对流的方式传递。
运用粒子理论解释对流产生的原因。
教学难点：运用粒子理论解释对流产生的原因。
学情
教情
分析
教学
准备
多媒体教学课件、活动工作纸
教学过程设计
教学
过程
教师活动学生活动设计意图
导入新课实验1】向螺旋吹气实验
思考：设计向螺旋吹气实验
的目的。
仔细观察从螺旋上面吹气和
下面吹气时螺旋的旋转方向
并及时地进行记录。
要求学生思考为什么
设计了向螺旋吹气的
实验。
教学
过程
教师活动学生活动设计意图
教授新课实验2、螺旋放置在酒精灯
上时的旋转
仔细观察螺旋放置在酒精灯
上时的旋转方向，并与吹气
实验进行比较。
交流：螺旋在酒精灯上时的
旋转方向与向上吹气时旋转
方向相同说明什么？
要求学生思考螺旋在
酒精灯上时的旋转方
向与向上吹气时旋转
方向相同说明什么？
教授新课教师要求学生实验
◆准备的白卡纸大小应恰
当，卡纸左右两边不能
漏气。
◆蜡烛长度不宜过高，过
高会影响实验效果。
①注意避免蜡烛的火
焰烧到卡纸。
②让学生思考哪一边
代表热空气，哪一边
代表冷空气？
◆提问：为什么使用卫生
香？引导借助点燃卫生
香后烟的流动方向间接
观察冷、热空气的移动
方向。
◆要求学生将观察到的实
验情况如实地交流。
◆共同分析得出结论。
热在空气中主要以对流的
形式传递。
◆演示：热水的流动方向
1、准备溶有高锰酸钾的琼
脂块；
2、将琼脂块放置到烧杯底，
并使它靠近烧杯壁（便于观
察）。
3、在烧杯中慢慢地加入适
量的水，然后用酒精灯在琼
脂块下加热。
4、利用粒子理论与学生共同
分析热水向上升是由于水的
密度减小的结果。
*将白卡纸卡在烧杯的中间。
将点燃蜡烛放进烧杯内。
*组内探讨哪一边代表热空
气，哪一边代表冷空气？
*思考：怎样观察到空气流动
的方向？
*观察点燃的卫生香后烟的
飘动方向。将观察结果标注
在活动纸上。
*再将点燃的卫生香挂在烧
杯的冷空气一侧。观察烟的
流动方向，冷空气使用蓝色
箭头表示，热空气使用红色
箭头表示。
*交流观察到的结果。
◆观察：
①琼脂的变化；
②红色液体的移动方
向。
◆通过分析明确红色液体
的移动方向代表热水的
移动方向。
◆用箭头表示热水的流动
方向。
分析热水向上升的原因。
小结 1.通过分析实验现象知道热在水中主要以对流方式传递的。
2.热在空气中主要以对流的形式传递。
作业
反思
与重
建
导热理论-热传导原理
图4-3 温度梯度与傅里叶定律 第二节 热传导 热传导是由物质内部分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。热传导的机理非常复杂，简而言之，非金属固体内部的热传导是通过相邻分子在碰撞时传递振动能实现的；金属固体的导热主要通过自由电子的迁移传递热量；在流体特别是气体中，热传导则是由于分子不规则的热运动引起的。 4-2-1 傅里叶定律 一、温度场和等温面 任一瞬间物体或系统内各点温度分布的空间，称为温度场。在同一瞬间，具有相同温度的各点组成的面称为等温面。因为空间内任一点不可能同时具有一个以上的不同温度，所以温度不同的等温面不能相交。 二、温度梯度 从任一点开始，沿等温面移动，如图4-3所示，因为在等温面上无温度变化，所以无热量传递；而沿和等温面相交的任何方向移动，都有温度变化，在与等温面垂直的方向上温度变化率最大。将相邻两等温面之间的温度差△t 与两等温面之间的垂直距离△n 之比的极限称为温度梯度，其数学定义式为： n t n t gradt ??=??=lim (4-1) 温度梯度n t ??为向量，它的正方向指向温度增加的方向，如图4-3所示。 对稳定的一维温度场，温度梯度可表示为： x t g r a d t d d = （4-2） 三、傅里叶定律 导热的机理相当复杂，但其宏观规律可用傅里叶定律来描述，其数学表达式为： n t S Q ??∝d d 或 n t S Q ??-=d d λ （4-3） 式中 n t ??——温度梯度，是向量，其方向指向温度增加方向，℃/m ； Q ——导热速率，W ； S ——等温面的面积，m 2； λ——比例系数，称为导热系数，W/（m ·℃）。 式4-3中的负号表示热流方向总是和温度梯度的方 向相反，如图4-3所示。 傅里叶定律表明：在热传导时，其传热速率与温度梯 度及传热面积成正比。 必须注意，λ作为导热系数是表示材料导热性能的一 个参数，λ越大，表明该材料导热越快。和粘度μ一样，
传递过程原理论文样本
简谈化工传递原理中的类似性 摘要 在化工行业的生产过程中，有各种各样的单元操作，但是从原理上看就包括流体流动，质量交换，加热或冷却这三类过程。也就是我们所说的动量传递，质量传递与热量传递。本文通过分析化工过程中的传递现象, 总结了动量传递、热量传递和质量传递过程的一些类似性, 并且讨论了这些类似性的理论和应用价值。 关键词: 动量传递；热量传递；质量传递；类似性 一、分子传递的类似性 描述分子传递的三个定理分别是牛顿粘性定理、傅立叶热传导第一定理和费克扩散第一定理。其数学描述依次为： 方程（1）和（2）经过简单的推导可变为如下方程: 在（3）（4）（5）三个方程中，我们可以分析发现以下的类似性： 首先，v,和D 都被叫做扩散系数，单位均为m2/s。它们是物质的动力学物AB 性,且三者之间存在如下关系: 其中u 为分子平均速度，为分子平均自由程。 其次，,, 分别为动量浓度梯度、热量浓度和质量浓度梯度。表明了三种传递都是以浓度梯度作为传递的推动力。 最后，，，都表示了某一物理量的通量，分别为动量通量、热量通量和质量通量。 由以上分析可知这三种分子传递可以用统一的文字方程描述为: 通量扩散系数浓度梯度（） 其中负号表示传递方向与浓度梯度方向相反。我们将上式称为现象方程, 表明三种分子传递过程具有同样的现象方程。
二、对流传递的类似性 我们分析在平板壁面的边界层中, 摩擦曳力系数，对流传热系数h和对流传质系的定义式分别为: （7），（8），（9）三式可以变换如下： 分析上述三式，便可以得出以下的类似性: 第一，对流传递的动量通量、热量通量和质量通量都相应地等于各自的对流传递系数乘以各自量的浓度差，可以用如下文字方程表示： 通量（对流传递系数）（浓度差） 其中负号同样表示方向的差异。 第二，上述三式中的浓度差其实就是表示传递的推动力。 为动量浓度差, 表示动量传递的推动力。由于壁面的动量为，而)，所以用“0”表示壁面动量。 为热量浓度差, 表示对流传热的推动力。 为摩尔浓度差, 可以看做对流传质的推动力。 第三，,, 均表示对流传递的系数，且单位均为m/s 。 三、三传类比的概念 在无内热源，无均相化学反应，无辐射传热的影响，由于表面传递的质量速率足够低, 对速度分布、温度分布和浓度分布的影响可以忽略不计, 可视为无总体流动，无边界层分离，无形体阻力等条件下，许多学者从理论上和实验上对三传类比进行了研究。 雷诺通过理论分析，最早提出了三传类比的概念，得出单层模型。雷诺首先假定层流区(或湍流区)一直延伸到壁面，然后利用动量、热量和质量传递的相似性，导出了范宁摩擦因子与传热系数和传质系数之间的关系式，即广义雷诺类比式如下: 或
热传递方式
热传递有三种方式：传导、对流和辐射 传导热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。 热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热，但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物质叫做热的良导体，不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。 对流靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。 对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。 利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。 辐射热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。 用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。 地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。 一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。 补充内容： 一、热传递与动量传递、质量传递并列为三种传递过程。 二、热传递与热传导的关系 有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。 由内能与热能一节以及热、热运动与热现象的阐述可知，物体的内能就是组成物体全部分子、原子的动能、势能和内部电子能等总和，物体内能的改变可以通过分子、原子有规则运动的能量交换来达成，也可以通过分子、原子的无规则运动的能量交换来达成（或者是两者兼有）。前者能量交换的方式就是作宏观机械功的方式，后者能量交换的方式就是所谓的热传递。更确切地讲，所谓热传递就是没有作宏观机械功而使内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。它通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。实际热传递过程中，这三种方式常常是相伴进行的，重要的是看哪一种方式占主要地位。在热力学中，把除了热传递以外的其他一切能量转移方式都归于作功。所以，热传递和作功是能量转移的两种方式，除此之外没有其他方式。 由以上论述可知，热传递是能量传递的一种方式，它具体又包括热传导、对流和热辐射三种形式。为了帮助大家能把热传递与热传导更好地加以区别，下面我们有必要对热传导、对流和总辐射分别作论述。 热传导指的是物质系统（气体、液体或固体），由于内部各处温度不均匀而引起的热能（内能）从温度较高处向温度较低处输运的现象。 热传导的实质是由大量分子、原子或电子的相互碰撞，而使热能（内能）从物体温度较高部分传到温度较低部分的过程。热传导是固体中热传递的主要方式，在气体、液体中它往往与对流同时发生。各种物质的热传导性能不同，热传导过程的基本定律是博里叶定律。
热传递的三种方式
热传递的三种方式 热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差别，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差别，与物体的状态，物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。 1.传导：热传导是介质（介质主要分为：气体，液体，固体，或者混合）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，在流体中对流与热传导同时发生。（总结：热传导主要发生在固体内部、两个不同固体、固液之间、固气之间、液气之间，他们之间的热传递时，我们看不到有宏观运动出现） 2.对流：物体之间以流体(流体是液体和气体的总称)为介质，利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性，传递热能。热对流是靠液体或气体的流动，使内能从温度较高部分传至较低部分的过程。对流是液体或气体热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的。强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。（总结：对流主要发生在液体内部、气体内部） 3.辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的电磁波，而不必有任何介质，就可以达成温度平衡。热辐射是物体不依靠介质，直接将能量发射出来，传给其他物体的过程。热辐射是远距离传递能量的主要方式，如太阳能就是以热辐射的形式，经过宇宙空间传给地球的。物体温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500摄氏度以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。太阳能热水器、太阳灶、微波炉等都是热辐射。 热传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现的。在实际的热传递过程中，这三种方式往往不是单独进行的。
传递过程原理作业题和答案(原稿)
《化工传递过程原理（Ⅱ）》作业题 1. 粘性流体在圆管内作一维稳态流动。设r 表示径向距离，y 表示自管壁算起的垂直距离，试分别写出沿r 方向和y 方向的、用（动量通量）＝-（动量扩散系数）×（动量浓度梯度）表示的现象方程。 1．(1-1) 解：()d u dy ρτν = (y ，u ，du dy > 0) ()d u dr ρτν =- (r ，u , du dr < 0) 2. 试讨论层流下动量传递、热量传递和质量传递三者之间的类似性。 2. (1-3) 解：从式（1-3）、（1-4）、（1-6）可看出： A A A B d j D dy ρ =- （1-3） () d u dy ρτν =- （1-4） ()/p d c t q A dy ρα =- （1-6） 1. 它们可以共同表示为：通量 = －（扩散系数）×（浓度梯度）； 2. 扩散系数 ν、α、AB D 具有相同的因次，单位为 2/m s ； 3. 传递方向与该量的梯度方向相反。 3. 试写出温度t 对时间θ的全导数和随体导数，并说明温度对时间的偏导数、全导数和随体导数的物理意义。 3.（3-1） 解：全导数： d t t t d x t d y t d z d x d y d z d θθθθθ????=+++ ???? 随体导数：x y z Dt t t t t u u u D x y z θθ????=+++???? 物理意义： t θ ??——表示空间某固定点处温度随时间的变化率；
dt d θ——表示测量流体温度时，测量点以任意速度dx d θ、dy d θ、dz d θ 运动所测得的温度随时间的变化率 Dt θ——表示测量点随流体一起运动且速度x u dx d θ=、y u dy d θ=、z u dz d θ =时，测得的温度随时间的变化率。 4. 有下列三种流场的速度向量表达式，试判断哪种流场为不可压缩流体的流动。 （1）j xy i x z y x u )2()2(),,(2θθ--+= （2）y x z x x z y x )22()(2),,(++++-= （3）xz yz xy y x 222),(++= 4.（3-3） 解：不可压缩流体流动的连续性方程为：0u ?= （判据） 1. 220u x x ?=-= ，不可压缩流体流动； 2. 2002u ?=-++=- ，不是不可压缩流体流动； 3. 002222()u y z x x y z =??≠??=++=++= ，不可压缩 ，不是不可压缩 5. 某流场可由下述速度向量式表达： (,,,)3u x y z xyzi y j z k θθ=+- 试求点（2，1，2，1）的加速度向量。 5. （3-6） 解： y x z i j k Du Du Du Du D D D D θθθθ =++ x x x x x x y z u u u D u u u u u D x y z θθ=+++???????? 0()()3()xyz yz y xz z xy θ=++- (13)x y z y z θ=+- y y Du D θ = 23(3)(3)3(31) z z z z Du D θθθθ =-+--=-
导热理论-热传导原理.pdf
图4-3 温度梯度与傅里叶定律 第二节热传导 热传导是由物质内部分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。热传导的机理非常复杂， 简而言之，非金属固体内部的热传导是通过相邻分子在碰撞时 传递振动能实现的；金属固体的导热主要通过自由电子的迁移传递热量；在流体特别是气体 中，热传导则是由于分子不规则的热运动引起的。 4-2-1 傅里叶定律 一、温度场和等温面 任一瞬间物体或系统内各点温度分布的空间，称为温度场。在同一瞬间，具有相同温度 的各点组成的面称为等温面。因为空间内任一点不可能同时具有一个以上的不同温度， 所以 温度不同的等温面不能相交。 二、温度梯度 从任一点开始，沿等温面移动，如图4-3所示，因为在等温面上无温度变化，所以无热 量传递；而沿和等温面相交的任何方向移动，都有温度变化，在与等温面垂直的方向上温度 变化率最大。将相邻两等温面之间的温度差△t 与两等温面之间的垂直距离△n 之比的极限 称为温度梯度，其数学定义式为： n t n t gradt lim (4-1) 温度梯度 n t 为向量，它的正方向指向温度增加的方向，如图 4-3所示。 对稳定的一维温度场，温度梯度可表示为： x t g r a d t d d （4-2） 三、傅里叶定律 导热的机理相当复杂，但其宏观规律可用傅里叶定律来描述，其数学表达式为： n t S Q d d 或n t S Q d d （4-3） 式中 n t ——温度梯度，是向量，其方向指向温度增加方向，℃ /m ； Q ——导热速率， W ； S ——等温面的面积， m 2 ； λ——比例系数，称为导热系数，W/（m ·℃）。式4-3中的负号表示热流方向总是和温度梯度的方向相反，如图 4-3所示。 傅里叶定律表明：在热传导时，其传热速率与温度梯度及传热面积成正比。 必须注意，λ作为导热系数是表示材料导热性能的一个参数，λ越大，表明该材料导热越快。和粘度 μ一样，
热的三种传导方式及其实际应用
读《热的传导方式》有感 我们大家都知道，热有三种传导形式：辐射、对流和传导。在我们的日常生活中，无时无刻不涉及到这三种热的传导方式，以下是我读了《热的传导方式》一文后的一些思考和体会。 冬天人们为什么喜欢总是呆在室内？原因之一就是隔绝了室内和室外的热对流，从而保持了室内温度。但是，并不是冬天人们都喜欢在室内，雪过天晴，人们反而大批出动到户外滑雪，晒太阳，为什么反过来又喜欢户外活动？因为雪过天晴后有几个特点：第一，没有冷风对流，人们感觉不到冷；雪过天晴后低空和高空气压差减小，大气稳定；第二，太阳高照，辐射热源充足；雪过天晴后大气水汽减少，大气截留热辐射减少，照射到地面的热辐射增加，所以感觉格外暖和。 同样，夏天的人们喜欢在户外活动，尤其是晚上喜欢在户外，白天喜欢在户内，根本原因还是对辐射热的反映。白天户外阳光强烈照晒，辐射热很大，同时紫外线也很强烈，所以躲避为妙。而到了晚上，由于室内温度高，因此辐射热（主要是红外热辐射）很强烈，而且室内各个墙面都在对室内空气加热，所以给人感觉很热（实际温度和外界相差不大），为了躲避红外热辐射，人们纷纷走出室内到户外。到户外后，人体散发的热辐射就可以直接散失到宇宙空间去，所以感觉户外凉爽。 以上所讲实例都是对辐射热的反映。 严格的说物理中热传递的方式只有辐射和传导两种。辐射是指热能从热源以电磁的形式（由光子传送）直接发散出去。辐射可以在真空中进行，不需要任何介质。辐射的传热效能取决于热源的材料以及表面的颜色。传导是指分子之间的动能交换，能量较低的粒子和能量较高的粒子碰撞从而获得能量（是透过物理的直接接触），传导是需要媒介的。实际上对流是有物质流动参与的热传导，由于物质流动，增大了液体/气体中的传热能力，比单纯的液体/气体导热的传热能力
热传导原理
第一节 热传导 一、傅立叶定律 如图4—1所示，热能总是朝温度低的方向传导，而导热速率dQ 则和温度梯度 n t ??以及垂直热流方向的截面dA 成正比： dQ=-dA n t ??λ (4—1) 式中负号表示dQ 与 n t ??的方向相反，比例系数λ称为导热系数。根据傅立 叶定律（4—1）可以导出各种情况下的热传导计算公式。 图4—1 温度梯度与 图4—2单层平壁的 热流方向的关系 稳定热传导 二、导热系数 导热系数的定义式为：
n t dA dQ ??= λ （4—2） 导热系数在数值上等于单位导热面积、单位温度梯度下在单位时间内传导的热量，这也是导热系数的物理意义。导热系数是反映物质导热能力大小的参数，是物质的物理性质之一。 导热系数一般用实验方法进行测定。通常金属导热系数最大，非金属固体的导热系数较小，液体更小，而气体的导热系数最小。因而，工业上所用的保温材料，就是因为其空隙中有气体，所以其导热系数小，适用与保温隔热。 三、平壁的稳定热传导 （一） （一）单层平壁 如图4—2所示，平壁内的温度只沿垂直于壁面的x 方向变化，因此等温面都是垂直于x 轴的平面。根据傅立叶定律可由下式求算： 导热热阻导热推动力 =?=-= -= R t A b t t t t b A Q λλ2121)( (4—3) 利用上式可解决热传导量（或热损失）Q ；保温材料厚度b ； 外侧温度t 2；结合热量衡算式可进行材料导热系数λ的测定。 设壁厚x 处的温度为t ，则可得平壁内的温度分布关系式（4—4），表示平壁距离和等温面t 两者的关系为直线关系。 A Qx t t λ- =1 (4—4) (二) 多层平壁 在稳定导热情况下，通过各层平壁的热速率必定相等，即 Q 1= Q 2=Q Q n == 。则通过具有n 层的平壁，其热传导量的计算式为： R t A b t t Q i i n i n ∑?∑=-= ∑=+导热总热阻导热总推动力λ111
热量传送的三种方式
热传递热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分，这种现象叫做热传递。热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态，物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。在热传递过程中，物质并未发生迁移，只是高温物体放出热量，温度降低，内能减少（确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小），低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移的过程，这是能量转移的一种方式。热传递有三种方式：传导、对流和辐射。传导热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热，但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物质叫做热的良导体，不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。对流靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。辐射热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。补充内容：一、热传递与动量传递、质量传递并列为三种传递过程。二、热传递与热传导的关系有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。由内能与热能一节以及热、热运动与热现象的阐述可知，物体的内能就是组成物体全部分子、原子的动能、势能和内部电子能等总和，物体内能的改变可以通过分子、原子有规则运动的能量交换来达成，也可以通过分子、原子的无规则运动的能量交换来达成（或者是两者兼有）。前者能量交换的方式就是作宏观机械功的方式，后者能量交换的方式就是所谓的热传递。更确切地讲，所谓热传递就是没有作宏观机械功而使内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。它通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。实际热传递过程中，这三种方式常常是相伴进行的，重要的是看哪一种方式占主要地位。在热力学中，把除了热传递以外的其他一切能量转移方式都归于作功。所以，热传递和作功是能量转移的两种方式，除此之外没有其他方式。由以上论述可知，热传递是能量传递的一种方式，它具体又包括热传导、对流和热辐射三种形式。为了帮助大家能把热传递与热传导更好地加以区别，下面我们有必要对热传导、对流和总辐射分
热是怎样传递的
6、热是怎样传递的 教学目标 1.热总会从温度较高的一端（物体）传递到温度较低的一端（物体）。 2.通过直接接触，将热从一个物体传递给另一个物体，或者才能够物体的一部分传递到另一部分的传递方式交热传导。 过程与方法 1.实际实验观察热传导的过程与方向。 2.用文字记录交流观察到的关于热是怎样传递的现象。 情感态度与价值观 1.保持积极的观察探究热传递的兴趣。 2.体验通过积极思考和探究获得的成功的喜悦。 教学重点 设计实验观察热传导的过程与方向。 教学难点 通过分析热传导过程中的共同点，认识热是怎样传导到。 教学过程 一、模拟实验，谈话导入 师：同学们，你们喜欢吃火锅吗？ 生：喜欢。 师：那我们再吃火锅的时候会有这样一种现象，把勺子
放入到火锅中，过一段时间后，勺把会怎样？ 生：1.勺把热了 2.勺把可能会烫手 师：为什么会出现勺把烫手这一现象？下面我们做个模拟试验感知一下： 师：用量杯代替火锅，用金属条代替勺子，把热水倒入量杯，把勺子的一端浸在很烫的热水中，勺把会怎样？学生相互摸一摸，放入量杯前和放入量杯后的金属条有什么不同？一会告诉老师好不好？ 生：好。 师：开始你的实验，注意安全小心别烫手。 生：模拟实验，感受金属条放入量杯前和放入量杯后的现象。师：好，实验到这，请组长把量杯放回材料盒中，谁来说一说你感受到什么？ 生：1.通过触摸金属条，我感受到金属条热了。 2.通过触摸金属条，我感受到了，露在水外边的金属条 有点热了。 3.没放入量杯前的金属条是凉的，放入量杯之后金属条 热了，触摸中我知道了，热可以在金属条中传递。师：同学们说得真好，是呀！热在金属条中传递了，那么是怎样传递的呢？热传递的方向又是怎样的呢？这就是我们这节课要研究的问题：板书《6.热是怎样传递的》
传递过程原理__课后习题解答
【7－2】常压和30℃的空气，以10m/s 的均匀流速流过一薄平面表面。试用精确解求距平板前缘10cm 处的边界层厚度及距壁面为边界层厚度一半距离时的x u 、y u 、x u y ??、壁面局部阻力系数Dx C 、平均阻力系数D C 的值。设临界雷诺数5510xc Re =?。 解：已知流速u ＝10m/s ；查表得30℃空气的密度ρ＝1.165kg/m 3；30℃空气的粘度μ＝1.86×10-5Pa·s 45 5 0.110 1.165Re 6.26105101.8610 x xu ρ μ -??= = =???，所以流动为湍流
传递过程原理作业题解(1-7章)
第二章 1. 对于在r θ平面内的不可压缩流体的流动，r 方向的速度分量为2 cos /r u A r θ=-。试 确定速度的θ分量。 解：柱坐标系的连续性方程为 对于不可压缩流体在r θ平面的二维流动，ρ=常数，0,0z z u u z ?==?，故有 即 22 cos cos ()()r u A A ru r r r r r θ θ θ θ?? ? =- =- -=- ??? 将上式积分，可得 式中，()f r 为积分常数，在已知条件下，任意一个()f r 都能满足连续性方程。令 ()0f r =，可得到u θ的最简单的表达式： 2．对于下述各种运动情况，试采用适当坐标系的一般化连续性方程描述，并结合下述具体条件将一般化连续性方程加以简化，指出简化过程的依据。 （1）在矩形截面管道内，可压缩流体作稳态一维流动； （2）在平板壁面上不可压缩流体作稳态二维流动； （3）在平板壁面上可压缩流体作稳态二维流动； （4）不可压缩流体在圆管中作轴对称的轴向稳态流动； （5）不可压缩流体作球心对称的径向稳态流动。 解： ()0ρ ρθ ?+?=?u （1） 在矩形截面管道内，可压缩流体作稳态一维流动 稳态： 0ρ θ ?=?，一维流动：0x u =， 0y u = ∴ z 0z u u z z ρ ρ ??+=??， 即 ()0z u z ρ?=? （2）在平板壁面上不可压缩流体作稳态二维流动 稳态： 0ρ θ ?=?，二维流动：0z u = ∴ ()()0y x u u x y ρρ??+=??， 又cons t ρ=，从而 0y x u u x y ??+=?? （3）在平板壁面上可压缩流体作稳态二维流动 在此情况下，（2）中cons t ρ≠ ∴ ()()0y x u u x y ρρ??+ =?? （4）不可压缩流体在圆管中作轴对称的轴向稳态流动
第二章建筑传热的基本原理
第二章 建筑传热地基本原理 2.1 传热方式 传热是指物体内部或者物体与物体之间热能转移地现象.凡是一个物体地各个部分或都物体与物体之间存在着温度差,就必然有热能地仁慈转移现象发生.建筑物内外热流地传递状况是随发热体(热源)地种类.受热体（房屋）部位.及其媒介（介质）围护结构地不同情况而变化地.热流地传递称为传热.根据传热机理地不同,传热地基本方式分为导热.对流和辐射3种. 1.导热 （1）导热地机理 导热是指物体内部地热量由一高温物体直接向另一低温物体转移地现象.这种传热现象是两直接接触地物体质点地热运动所引起地热能传递.一般来说,密实地重质材料,导热性能好,而保温性能差；反之,疏散地轻质材料,导热性能差,而保温性能好.材料地导热性能以热导率表示. 热导率是指在稳定传热条件下,1m 厚地材料,两侧表面地温差为l 开(K)或1摄氏度(℃),在1h 内；通过1㎡面积传递地热量,单位为瓦／(米·开)[W/（m·K ）],或[瓦／(米·℃)W ／(m·℃) ].热导率与材料地组成结构.密度.含水率.温度等因素有关.通常把热导率较低地材料称为保温材料,把热导率在0.05W ／(m·K)以下地材料称为高效保温材料. 普通混凝土地热导率为1．75W ／(m·K),粘土砖砌体为0．81W ／(m·K),玻璃棉.岩棉和聚苯乙烯地为0.04～0.05W/（m·K ）. 1）杆地导热 若一根密实固体地棒,除两端外周围用理想地绝缘材料包裹,其两 端地温度分别为1T 和2T ,如图2-1所示.如1T 大于2T ,则有热量Q 通过 截面F 以导热方式由1T 端向2T 端传递. 依据实验可知： Q = F l T T 21-λ （2-1） 式中 Q ——棒地导热量(W)； F ——-棒地截面积(㎡)； 1T ,2T ——分别为棒两端地温度(K)； l ——棒长(m)； λ——导热系数(W ／(m·K)). 由上式可知,棒在单位时间内地传热量Q 与两端温度差(21T T -).截面面积F 及棒体材料地导热系数 λ 成正比,而与传热距离即棒长 l 成反比. 2）壁地导热 图2-2 平壁地 导热 图2-1 棒地导热
导热理论-热传导原理
图4-3 温度梯度与傅里叶定律 第二节 热传导 热传导是由物质内部分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。热传导的机理非常复杂，简而言之，非金属固体内部的热传导是通过相邻分子在碰撞时传递振动能实现的；金属固体的导热主要通过自由电子的迁移传递热量；在流体特别是气体中，热传导则是由于分子不规则的热运动引起的。 4-2-1 傅里叶定律 一、温度场和等温面 任一瞬间物体或系统内各点温度分布的空间，称为温度场。在同一瞬间，具有相同温度的各点组成的面称为等温面。因为空间内任一点不可能同时具有一个以上的不同温度，所以温度不同的等温面不能相交。 二、温度梯度 从任一点开始，沿等温面移动，如图4-3所示，因为在等温面上无温度变化，所以无热量传递；而沿和等温面相交的任何方向移动，都有温度变化，在与等温面垂直的方向上温度变化率最大。将相邻两等温面之间的温度差△t 与两等温面之间的垂直距离△n 之比的极限称为温度梯度，其数学定义式为： n t n t gradt ??=??=lim (4-1) 温度梯度n t ??为向量，它的正方向指向温度增加的方向，如图4-3所示。 对稳定的一维温度场，温度梯度可表示为： x t gradt d d = （4-2） 三、傅里叶定律 导热的机理相当复杂，但其宏观规律可用傅里叶定律来描述，其数学表达式为： n t S Q ??∝d d 或 n t S Q ??-=d d λ （4-3） 式中 n t ??——温度梯度，是向量，其方向指向温度增加方向，℃/m ； Q ——导热速率，W ； S ——等温面的面积，m 2； λ——比例系数，称为导热系数，W/（m ·℃）。 式4-3中的负号表示热流方向总是和温度梯度的方 向相反，如图4-3所示。 傅里叶定律表明：在热传导时，其传热速率与温度梯 度及传热面积成正比。 必须注意，λ作为导热系数是表示材料导热性能的一 个参数，λ越大，表明该材料导热越快。和粘度μ一样，
传递过程原理习题答案
《传递过程原理》习题一 一、在一内径为2cm 的水平管道内，测得距管壁5mm 处水的流速为s 。水在283K 温度下以层流流过管道。问：（1）管中的最大流速。（2）查出283K 下水的粘度，注明出处。（3）每米管长的压强降（N/m 2/m ）。（4）验证雷诺数。 【解】：(1) ])(1[4)(422 2 2R r L R P r R L P v g g -?= -?= μμ （1） 在r =0处，即管中心处速度最大为2max 4R L P v g μ?= 本题中R =1cm, 在r ==，v =s ，带入（1）得， ])1/5.0(1[41.02 2-?= L R P g μ =?= L R P v g μ42max s=s (2) 31031.1-?=μ (3) 2 max 4R v L P g μ = ?= Pa/s (4) 10201031.13.1301.01012 12Re 3 3max max =????====-μρμ ρμ ρRv v R v d <2100 为层流 二、用量纲确证有效因子（节）中的K 为无量纲数。 （R D a k K A /1=） 【解】：11][-?=s m k 1][-=m a 12][-?=s m D AB m R =][
所以，1)/(][1211=????=---m s m m s m K 故，K 为无量纲数 三、对双组份A 和B 系统证明下列关系式： 1．A B B A A B A A x M x M x M M w d ) (d 2 += （从ρρA A w =出发先推出w A 与x A 的关系式） 2．2)//(d d B B A A B A A A M W M W M M w x +=（从C C x A A =出发先推出x A 与w A 的关系式） 【解】方法1：从w A 与x A 的关系式推导（M A 与M B 为常量） ()/()/A A A A A A A B A A B B A A B B C M C x M w C M C M C x M x M ρρρ= = = +++， A A w x 求导（略），得 2()A A B A A A B B dw M M dx x M x M = + (/)//(//)///A A A A A A A B A A B B A A B B C M w M x C C M M w M w M ρρρρρ= == +++， A A x w 求导（略），得 2 1 (//)A A A B A A B B dx dw M M w M w M = + 注意： 2 2 , A A B A A A A B dw M M dx M dx dw M M M == 方法2：从M 的定义推导 ,1, ,1, 1///A B A A B B A B A A B B x x M x M x M w w M w M w M +=?? =+??+=??=+? 20 () (1)0 (1/)(1/)(1/) ()/() (2) A B A A B B A B A A B A A B B A B A B A dx dx dM M dx M dx M M dx dw dw M dM M dw M dw M M M M dw +=??=+=-?? +=??-=+?=--? （2）÷（1），得 22 ()A A B A B A A A B B dw M M M M dx M x M x M == + （1）÷（2），得 22 1 (//)A A A B A B A A B B dw M dx M M M M w M w M ==+ 四、在管内CO 2气体与N 2气进行等摩尔逆向扩散。管长为0.20m ，管径为0.01m ，管内N 2气的温度为298K ，总压为。管两端CO 2的分压分别为456mmHg 和76mmHg 。CO 2通过N 2气的扩散系数D AB =×10-5m 2/s 。试计算CO 2的扩散通量。
第三节 传热学基本原理
第三节 传热学基本原理 食物制熟过程中的传热学，涉及热量传递的方法和承担传热任务的介质两个方面的知识。 一、经典的热量传递方式 只要有温度差存在的地方，就会有热量自发地从高温物体或区域传向低温物体或区域。烹调的传热方式有传导、对流和辐射三种。 ●温度差即温差----即食物有生到熟是食物吸收了一定的热量，而事物能吸收热量一定有种“推动力”，这种推动力就是温差。 ●热传递---由于温差的存在，热量才会从高到底地传递下去，这种传递过程就是热传递。 ●热阻---由于在热量传递中遇到阻力，这种阻力称热阻。I=UR ●热传递的方式--传导、对流和辐射 （一）热传导 热传导—指导热物体各部分没有相对位移，或不同物体直接接触时，因组成该物体的各物质的分子、原子和自由电子等微观粒子的额外运动而发生的热量传递现象。 从理论上讲，热传导可以在固体、液体和气体中进行，但是在地球引力场内，单纯的热传导只能在结构紧密的固体中进行。因在液体和气体中，只要有温度差存在，液体分子的移动和气体分子的扩散就不可避免，从而产生对流现象。也就是说，在液体中，热量的传递是以传导和对流两种方式同时进行。 Q=λA△t/δ （二）热对流 对流—在液体（包括液体和气体）的运动中，热量从高温区域移向低温区域的现象。 在烹调中，单纯在流体之间进行的的热交换即纯对流现象并不是主要的，通常都是温度高的固体把热量传递到与之接触的流体中去，这样就出现了对流和传导同时存在的热交换现象。 典型的现象如：电水壶烧开水，电热元件产热后，传递到水中，使一部分水分子受热温度升高而流向低温区，同时低温区的水分子又立刻补充到高温区继续受热，于是对流现象产生。 单纯的对流现象：将一壶开水到入冷水桶中，此时所产生的热传递方式是典型的对流过程。 Q=аA△t （三）热辐射 热辐射——是物质在高温状态（包括燃烧和其他激烈化学反应
传递过程原理复习题最后
《传递工程基础》复习题 第一单元传递过程概论 本单元主要讲述动量、热量与质量传递的类似性以及传递过程课程的内容及研究方法。掌握化工过程中的动量传递、热量传递和质量传递的类似性，了解三种传递过程在化工中的应用，掌握牛顿粘性定律、付立叶定律和费克定律描述及其物理意义，理解其相关性。熟悉本课程的研究方法。 第二单元动量传递 本单元主要讲述连续性方程、运动方程。掌握动量传递的基本概念、基本方式；理解两种方程的推导过程，掌握不同条件下方程的分析和简化；熟悉平壁间的稳态层流、圆管内与套管环隙中的稳态层流流动情况下连续性方程和奈维－斯托克斯方程的简化，掌握流函数和势函数的定义及表达式；掌握边界层的基本概念；沿板、沿管流动边界层的发展趋势和规律；边界层微分和积分动量方程的建立。 第三单元热量传递 本单元主要讲述热量传递基本方式、微分能量方程。了解热量传递的一般过程和特点，进一步熟悉能量方程；掌握稳态、非稳态热传导两类问题的处理；对一维导热问题的数学分析方法求解；多维导热问题数值解法或其他处理方法；三类边界问题的识别转换；各类传热情况的正确判别；各情况下温度随时间、地点的分布规律及传热通量。结合实际情况，探讨一些导热理论在工程实践中的应用领域。 第四单元传量传递 本单元主要介绍传质的基本方式、传质方程、对流传质系数；稳定浓度边界层的层流近似解；三传类比；相际传质模型。掌握传质过程的分子扩散和对流传质的机理；固体中的分子扩散；对流相际传质模型；熟悉分子扩散微分方程和对流传质方程；传质边界层概念；沿板、沿管的浓度分布，传质系数的求取，各种传质通量的表达。
第一部分 传递过程概论 一、填空题： 1. 传递现象学科包括 动量 、 质量 和 热量 三个相互密切关联的主题。 2. 化学工程学科研究两个基本问题。一是过程的平衡、限度；二是过程的速率以及实现工 程所需要的设备。 3. 非牛顿流体包括假塑性流体，胀塑性流体，宾汉塑性流体 （至少给出三种流体）。 4．分子扩散系数（ν ，α ，D AB ）是物质的物理性质常数，它们仅与__温度__ ， ___压力 ___和___组成__等因素有关。 5.涡流扩散系数（E ）则与流体的__性质____无关、而与__湍动程度_____，流体在管道中的 ____所处位置____和___边壁糙度_____等因素有关。 6.依据流体有无粘性，可以将流体分为____粘性_______流体和理想_______流体。 7.用于描述涡流扩散过程传递通量计算的三个公式分别为：____ _、_______ 和 ________ __。 8.动量、热量及质量传递的两种基本方式是 对流 和 扩散 ，其中，前者是指由于 流 体宏观流动 导致的传递量的迁移，后者指由于传递量 浓度梯度 所致传递量的迁移。 9.分子传递的基本定律包括 牛顿粘性定律 ， 傅立叶定律 和 费克定律 ，其数学定 义式分别为 dy du μτ-= ， dy dt k A q -=?? ? ?? 和 dy dC D j A AB A -= 。 10. 依据守恒原理运用微分衡算方法所导出的变化方程包括连续性方程、能量方程、运动方 程和对流扩散方程。 11.描述分子传递的现象方程及牛顿粘性定律 、傅立叶定律和费克定律称为本构方程。 12. 依据质量守恒、能量守恒和动量守恒原理，对设备尺度范围进行的衡算称为总衡算或宏 观衡算；对流体微团尺度范围进行的衡算称为微分衡算或微观衡算。 13.通过微分衡算，导出微分衡算方程，然后在特定的边界和初始条件下通过梳理解析方法， 将微分方程求解，才能得到描述流体流动系统中每一点的有关物理量随空间位置和时间的变 化规律。 14. 传递现象所遵循的基本原理为一个过程传递的通量与描述该过程的强度性质物理量的 梯度成正比，传递的方向为该物理量下降的方向。 15.传递现象的基本研究方法主要有三种，即理论分析方法、实验研究方法和数值计算方法。 二、基本概念 1. 流体质点 2. 连续介质 3. 稳态流动、非稳态流动 三、名词解释 1.压力、黏度、通量 2 不可压缩流体，可压缩流体，粘性流体，理想流体，非牛顿流体，非牛顿流体的几种类型？
传递过程原理考试复习提要
传递过程原理复习提要 一、掌握流体运动的连续性方程在直角坐标和柱座标中表达式的推导，方程本身及相应各项所表 示的物理意义。 二、非稳态流动系统的物料衡算 例题：一装有质量浓度为30% (wt)的氢氧化钠溶液料桶，桶内溶液起始质量为 7000kg，现将桶底阀打开，使其以125L/min的流率排出，同时以145L/min的速率向桶内注加质量浓度为24%的氢氧化钠溶液予以补充，试求桶内浓度达到28%所需的时间及此时桶中的溶液质量。设任意时刻，桶内的溶液均能充分混合均匀，在24%?30% 的氢氧化钠质量浓度范围内，溶液密度与浓度的关系为p= 1000(1+x)，x为氢氧化钠质量百分浓度。 三、掌握连续性方程用于判别流体的不可压缩性方法； 掌握随体导数、对流导数、局部导数的相互关系，并运用其计算流体运动的加速度； 掌握流体作有势运动的判别条件和依据； 掌握流线、势线、流函数、势函数的概念及其求取方法； 掌握流线、势线正交性的证明方法。 例题：已知在二维流场中，稳态流动下的流体速度向量为： -3 2 - U(x, y) =3yx i x j 2 且其中一根流线过点(1，2)。试求： (1)该流体在整个流场中是否不可压缩； (2)过空间位置(3, 2)的流体质点运动加速度； (3)该流体是否作无旋(有势)运动，若无旋，试求其势函数①； (4)过空间位置(2，1)的流线函数W； (5)证明在整个流场中，势线①与流线屮正交。 四、掌握流体运动参数的瞬时性与时均性、脉动性之间关系，掌握流体运动的湍动强度概念及计 算方法。 例题：在一系列以毫秒计的相同时间间隔内，用测速仪测得流场中某点处沿x方向的瞬时速度U x(t)如下(速度单位：m/s): U x(t): 3.49，3.37，3.58，3.24，3.48，3.56, 3.35。 试计算该点的时均速度U t av及湍动强度I X。 五、掌握Prandtl混合长理论的主要假定、基本结论和意义是什么？ 六、掌握能量方程在几种特定条件下的基本形式，掌握在有、无内热源条件下的一维稳态导 热问题计算。 例题：一厚度为200mm，面积为12m2的钢板，沿其一侧A通以密度为7.8X 106安培/m2