建筑設(shè)備第3章教材

第3章傳熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)3.1傳熱學(xué)的基本概念

3.2傳熱方式與傳熱過(guò)程3.1傳熱學(xué)的基本概念1.熱

2.熱力學(xué)溫度

3.熱膨脹

4.比熱容1.熱熱是由物體外界溫度不同，通過(guò)邊界而傳遞的能量，是物體間通過(guò)分子運(yùn)動(dòng)相傳遞的能量。給物體加熱，實(shí)際就是增加使物體分子運(yùn)動(dòng)的能量，物體的溫度將會(huì)升高；反之，使物體散熱，減小分子運(yùn)動(dòng)的能量，物體的溫度便會(huì)降低。2.熱力學(xué)溫度溫度表示物體冷熱的程度。熱力學(xué)溫度的單位為K(開爾文)，是水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。在表示溫度差和溫度間隔時(shí)，1K=1℃。熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t之間的關(guān)系為T=t+273.15。3.熱膨脹(1)線膨脹物體的線膨脹是指溫度增加后物體在長(zhǎng)度方向的增長(zhǎng)。

(2)體膨脹物體的體積隨溫度的升高而脹大，其膨脹程度用體膨脹系數(shù)來(lái)表示。4.比熱容物體1kg質(zhì)量、溫度升高1K所吸收的熱量稱為比熱容。物體吸收的熱量與其溫度的增長(zhǎng)成正比。Q=cm(t2-t1)(3-4)式中Q——物體的吸熱量(J)；m——物體的質(zhì)量(kg)；t1、t2——物體的初溫和終溫(℃或K)；c——物體的比熱容［J/(kg·K)］。3.2傳熱方式與傳熱過(guò)程3.2.1傳熱方式

3.2.2傳熱過(guò)程

3.2.3熱媒的性質(zhì)3.2.1傳熱方式1.熱傳導(dǎo)

2.熱對(duì)流

3.熱輻射1.熱傳導(dǎo)圖3-1導(dǎo)熱平面2.熱對(duì)流熱對(duì)流是流體各部分之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的熱量傳遞方式。對(duì)流發(fā)生在流體內(nèi)部，流動(dòng)著的流體和與其溫度不同的固體壁面接觸時(shí)的熱交換運(yùn)動(dòng)，這種換熱稱為對(duì)流換熱；如果流體是在外力作用下而產(chǎn)生的換熱運(yùn)動(dòng)，這種對(duì)流換熱稱為強(qiáng)制對(duì)流換熱，如果無(wú)外力作用，僅由部分流體受熱膨脹密度減小產(chǎn)生浮力流動(dòng)換熱稱為自然對(duì)流換熱。3.熱輻射物體通過(guò)電磁波來(lái)傳遞熱量的方式稱熱輻射，它與導(dǎo)熱和對(duì)流換熱不同，熱輻射不需中間媒介，故可在真空中進(jìn)行。黑體的輻射能在同溫度物體中為最大，黑體單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的輻射熱量與其熱力學(xué)溫度的4次方成正比。3.2.2傳熱過(guò)程1)室內(nèi)熱空氣流體(t1)傳遞熱量Q于墻壁，此過(guò)程為對(duì)流作用。

2)熱量Q通過(guò)壁厚δ由熱面(τ1)導(dǎo)熱于冷面(τ2),此過(guò)程為導(dǎo)熱作

3)熱量Q從外墻壁散熱于冷空氣中(t2)，此過(guò)程也是對(duì)流作用。3)熱量Q從外墻壁散熱于冷空氣中(t2)，此過(guò)程也是對(duì)流作用。圖3-2傳熱過(guò)程3)熱量Q從外墻壁散熱于冷空氣中(t2)，此過(guò)程也是對(duì)流作用。圖3-3通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程3.2.3熱媒的性質(zhì)1.水

2.蒸汽

3.空氣1.水1)水的壓縮性很小，一般情況可視為不可壓縮體，但其膨脹卻不可忽視。

2)水的比熱容為4.187kJ/(kg·K)，凝結(jié)熱為335kJ/kg，汽化熱為，熱容量很大，因而常被用于供熱或冷卻的熱媒。

3)水的沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下為100℃，但其隨壓力的增加而提高，也隨含有溶解物質(zhì)的增多而提高。

4)水的密度和汽化熱隨溫度的升高而降低。

5)水的粘滯性隨溫度的增高而降低，因而摩擦力相應(yīng)也減小。

6)水是優(yōu)質(zhì)的溶劑。2.蒸汽蒸汽分為飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽。100℃的水稱為飽和水，100℃的蒸汽稱為飽和蒸汽，它含有一些霧狀的小水滴，這種蒸汽也稱為濕飽和蒸汽，若濕飽和蒸汽中再加熱便會(huì)成為干飽和蒸汽。將飽和蒸汽再加熱，并保持一定的壓力，便會(huì)形成過(guò)熱蒸汽。3.空氣空氣含有氮?dú)?、氧氣及少量的二氧化碳和其他氣體，還含有少量的水蒸氣，其中氮?dú)夂脱鯕庹伎偭康?8%以上。不含水蒸氣的空氣稱為干空氣，含有少量水蒸氣的空氣稱為濕空氣，平常的空氣都是濕空氣。濕空氣的狀態(tài)除以壓力