📜  传热公式

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:36.637000             🧑  作者: Mango

传热公式

热量是可以从一个点传递到另一个点的热能的量度。热是动能从能源到介质或从一种介质或物体到另一种介质或物体的传递。

热量是与功和能量相关的相变的重要组成部分之一。热量也是系统中粒子所拥有的动能的量度。系统中粒子的动能随着系统温度的升高而增加。因此,热量测量随时间而变化。

传播热量

当较高温度的系统与较低温度的系统接触时,能量从第一个系统中的粒子转移到第二个系统中的粒子。因此,传热可以定义为热量从温度较高的物体(或系统)传递到温度较低的另一个物体(或系统)的过程。

传热公式

传热公式确定从一个系统传递到另一个系统的热量。

比热容 (c) 定义为每单位质量 (kg) 的材料在温度增加 1 K(或 1 °C)时所吸收的热量(以焦耳为单位)。其单位为 J/kg/K 或 J/kg/°C。

公式的推导

m为系统的质量, c为系统的比热容。令ΔT为系统的温度变化。

那么所提供的热量 ( Q ) 是质量m 、比热容c和温度变化ΔT的乘积,由下式给出,

传热类型

传热方式分为三种:

  1. 传导
  2. 对流
  3. 辐射

传导

通过固体材料的热传递称为传导。通过传导过程传递热量的公式表示为:

对流

通过液体和气体进行的热传递称为对流。对流过程传热的公式表示为:

辐射

通过电磁波传递热量称为辐射。辐射过程传递热量的公式表示为:

Stefan Boltzmann 常数 (σ) 计算如下:

示例问题

问题1:将一个质量为10 kg,初始温度为200 K 的系统加热到450 K。系统的比热容为0.91 KJ/kg K。计算系统在此过程中获得的热量。

解决方案:

问题2:铁的比热为0.45 J/g°C。如果温度变化为 40°C,1200 焦耳的热传递需要多少铁?

解决方案:

问题3:考虑由长3m、宽1.5m、厚0.005m的玻璃墙隔开的两个不同温度的水柱。一个水柱为 380K,另一个为 120K。如果玻璃的热导率为 1.4 W/mK,则计算传递的热量。

解决方案:

问题4:如果介质的传热系数为8 W/(m 2​ K ),面积为25 m 2 ,温差为20K,计算对流传热。

解决方案:

问题 5:计算温度为 300K 和 430K 的两个黑体之间通过辐射传递的热量,介质面积为 48 m 2 。 (给定 Stefan Boltzmann 常数,σ = 5.67 x 10 -8 W/(m 2 K 4 ) )。

解决方案: