辐射换热过程中能量属性及转换与导热和对流换热过程不同,下列错误的是()。
A 、温度大于绝对零度OK的物体都会有热辐射
B 、不依赖物体表面接触进行能量传递
C 、辐射换热过程伴随能量两次转换
D 、物体热辐射过程热交换量与温度无关
【正确答案:D】
A项,大于0K的物体都有辐射换热;B项,辐射换热以电磁波的形式传递,不依赖于介质以及表面的接触;C项,换热过程伴随着能量形式的两次转化,即发射物体的内能转化为电磁能,吸收物体又将电磁能转化为内能;D项,物体热辐射过程与热力学温度的四次方成正比,满足斯忒藩—玻尔兹曼定律,。
对流换热是指流体与固体表面的热量传输。对流换热是在 流体 流动进程中发生的 热量传递现象,它是依靠流体 质点的移动进行热量传递的,与流体的流动情况密切相关。当流体作 层流 流动时,在垂直于流体流动方向上的 热量传递,主要以热传导(亦有较弱的 自然对流)的方式进行。对流换热与热对流不同,既有热对流,也有 导热;不是基本传热方式。例如:家用空调换热器铝翅片既有 导热又和空气进行对流换热 ,下图为铝翅片对流换热云图。
特点
(1) 导热与 热对流同时存在的复杂热传递过程。
(2) 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有 温差。
因素
影响对流换热的因素是影响 流动和影响 流体中 热量传递因素的综合作用。主要有以下五个方面。
(1)流体 流动的起因
由于 流动的起因不同,对流可以分为强制对流和自然对流换热两大类。两种 流动的成因不同,流体中的速度场有差别,所以换热规律也不一样。
(2)流体有无 相变
当 流体没有相变时对流换热中的热量交换是由于流体的显热变化而实现的;而在有相变的换热过程(如沸腾或凝结),流体的相变 潜热往往起着主要作用,因而换热规律与无相变时不同。
(3) 流体的 流动状态( 单相流动)
层流时流体微团沿着主流方向作有规律的分层 流动,而 湍流时流体各部分之间发生强烈的混合,因而换热能力不同。
(4) 流体的物性条件
流体的密度、动力黏度、导热率等不仅对流体的 流动有影响,而且对流体中 热量传递也有影响,因此流体的物理性质对流体换热有着很大的影响。
(5)换热表面的几何因素
这里的几何因素指换热面的形状、大小、换热表面与 流体运动的相对方向及换热面的状态(光滑或粗糙)。
1.传热的基本方式
根据传热机理的不同,热传递有三种基本方式:热传导、对流传热和辐射传热。
热传导是依靠物体内分子的相互碰撞进行的热量传递过程。
对流传热流体内部质点发生宏观相对位移而引起的热量传递过程,对流传热只能发生在液体或气体流动的场合。
辐射传热热量以电磁波的形式在空间的传递称为热辐射。热辐射与热传导和对流传热的最大区别就在于它可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。
2.传热过程中冷热流体(接触)热交换方式
传热过程中冷热流体(接触)热交换可分为三种基本方式,直接混合式换热,间壁式换热,蓄热式换热三种。
1)直接混合式换热:冷、热流体直接接触,相互混合传递热量。该类型换热器结构简单,传热效率高,适用于冷、热流体允许混合的场合。
2)蓄热式换热:蓄热式换热是在蓄热器中实现热交换的一种换热方式。此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体,将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时,从热流体处接受热量,蓄热体温度升高,然后与冷流体接触,将热量传给冷流体,蓄热体温度下降,从而达到换热的目的。
3)间壁式换热:冷、热流体被固体壁面(传热面)所隔开,互不接触,它们在壁面两侧流动,热量由热流体通过壁面传给冷流体。适用于冷、热流体不允许混合的场合。