冶金机械热辐射.doc

冶金机械热辐射
冶金机械
冶金机械热辐射以电磁波的形式发射或传递热能的过程叫做热辐射，或称为辐射传热。
任何物体，只要其绝对温度不为零度，都会以电磁波的形式向外辐射能量，当物体发射的辐射能被另一物体吸收又重新转变为热能时，即为热辐射。物体发射辐射能的多少与物体的温度有关，温度愈高，所发射的辐射能愈多。辐射能不仅能从温度高的物体传向温度低的物体，亦能从温度低的物体传向温度高的物体。但因温度高的物体发射的辐射能较多，总的结果还是温度高的物体失去热量，而温度低的物体得到热量。
显然，热辐射与热传导及热对流不同，其主要区别在于热传导是在固体或层流流体中进行的，而热对流则产生在流动的流体中。热传导与热对流必须通过中间介质（固体或流体）才能进行。而热辐射则不需要通过任何介质，即便在真空中也能进行。
实际上，上述三种传热方式很少单独存在，而往往是同时出现的，如冶金过程中加热或熔炼金属的火焰炉炉膛内，炉气、炉墙和金属三者之间，既存在辐射传热，又存在对流传热和热传导。本篇着重讨论稳定温度场中上述三种传热方式的基本传热规律，确定传热速率，并正确分析传热速率的影响因素，根据生产要求来强化或削弱热量的传递。
导热：
导热是在温度差的作用下依靠物质微观粒子（分子、原子和自由电子）的热运动进行的热量从物体的高温部分向低温部分传递，或从高温物体向与其相邻的低温物体传递的过程。因此，导热与物体内部或相邻物体之间的温度分布有关。导热可以在固体、液体和气体中发生，但在地球引力场范围内，单纯的导热只发生在密实的固体或静止的流体中。流动的液体或气体，由于温度差的存在，在发生导热的同时，还伴随着对流现象。
本章从温度场的概念出发，讨论导热过程的基本规律及物体的导热微分方程，并重点介绍用导热微分方程和定解条件求解平壁和圆筒壁的一维稳定导热问题。
对流传热又因使流体产生运动的原因不同而分为自然对流和强制对流两种。自然对流是由于流体内部各处的温度不同而引起流体内部密度的差异所形成的流体流动。强制对流是流体因受外力的作用（如泵、风机、搅拌等)而引起的流动。对流传热过程往往伴有热传导。如换热器中冷、热两种流体经过固体壁面的传热过程中，热流体在流动过程中将热量传递给壁面一侧，而壁面的另一侧将热量传递给流动中的冷流体。这种流动流体与固体壁面之间的传热，工程上通常称之为对流传热；而固体壁面内部的传热则为热传导。

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