传热学读书笔记
本文关键词:传热学,由笔耕文化传播整理发布。
篇一:传热学读书报告
传热学读书报告
首先我们来对传热学作一个概念上的了解。
热量在温度差作用下从一个物体传递至另外一个物体,或者在同一物体的各个部分之间进行传递的过程称为传热。
将传热进行分类的一个基本原则是按照热量传递的不同机理,即热量以何种方式或何种运动形式进行传递。经过大量归纳总结,人们发现按传热的不同机理,可将传热划分成三种基本方式:热传导、热对流和热辐射。
当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。
流体中,温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程叫热对流。流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动称为自然对流;而由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动称为强迫对流(或受迫对流)。
物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射。物体会因各种原因发出辐射能。由于热的原因,物体的内能转化成电磁波的能量而进行的辐射过程称为热辐射【1】。 实际传热过程一般都不是单一的传热方式,如火焰对炉壁的传热,就是辐射、对流和传导的综合,而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便,人们在传热研究中把三种传热方式分解开来,然后再加以综合。
热科学的工程领域包括热力学和传热学.传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后裔只讨论在平衡状态下的系统.这些附加的定律是以三种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。传热学是研究不同温度的物体,或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热问题【2】。 在化学和石油化学工业领域内,使用着大量各式各样的传热和传质设备。从一定意义上说,该领域是换热设备门类最齐全、形式最多的一个行业。许多化工工艺流程中都包含各种加热器和冷却塔,还有一些化学反应本身就是生热或吸热过程。在稠油的“热采”,原油的炼制和油品的远距离输送以及化纤、化肥的生产工艺中,传热都是非常关键的因素。因为油自身物理性质的关系,它的对流换热表面传热系数往往比较低,所以强化油侧的对流换热具有非常大的经济效益。化工传热过程往往具有如下一些基本特点:(1)参与换热的介质成分多而复杂,一般都在三四种以上;(2)常常与传质过程结合在一起;(3)经常涉及多相流(汽液、气固、液固,甚至汽液固三相)和非牛顿流体。热力采油技术主要用于稠油油藏的开发。热力采油的主要方法是向油层注入高温蒸汽,此外还有热水驱、火烧油层等。注蒸汽开采稠油有两种方法。第一种方法是蒸汽吞吐,先向生产井注入一定量的蒸汽,然后关井数日,焖井后开井排液生产。第二种是蒸汽驱,它与水驱类似,只不过驱替流体是蒸汽,其采收率较高
【3】。
热传递现象无时无处不在,它的影响几乎遍及现代所有的工业部门,也渗透到农业、林业等许多技术部门中。可以说除了极个别的情况以外,很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识,而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低
温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。
热力设备、热机及其组成的热力系统是热能生产和利用的主要环节 ,这些环节的优劣直接影响能源的利用效率。传热学在节能中的应用十分广泛并起着重要作用。
一、强化传热技术
强化传热技术是六十年代发展起来的一种先进技术。强化传热器件是一种节能的高效传热器件。换热器的传热量可表示为:
Q=KF△t
当传热量Q一定时,对于一定的传热温差△t,提高传热系数K,则可收到减少换热面积F的效果。强化传热技术是利用各种型式的翅片管多孔表面管 、表面粗糙化管 、螺旋槽管 、管内插件等换热器件或在流动介质中附加电场、磁场 、超声波、机械振动、添加剂等辅助设施,促使流过换热器件的介质产生湍流减薄边界热阻强化换热面的作用,从而达到有效传递热量的目的。
二、相变传热技术
利用蒸气循环的发电系统,有60%的热能不断排放,电站冷却用水数量庞大。这不仅造成了能源的浪费,而且给缺水地区及矿口的电力生产带来很大困难。直接空冷电站不适应机组向大容量的发展水循环间接空冷电站热效率较低,这就限制了空冷电站的发展。相变传热技术的发展为间接空冷电站提供了节约用水、回收废热、提高效率、降低电力生产成本的氨循环相变冷却系统。这种电站冷却系统,利用廉价的氨作为冷却介质,在蒸气冷凝器再沸器中氨吸收汽机排汽的潜热沸腾相变,饱和氨汽经输汽管进人空冷塔在空气冷凝器管内凝结并排放电站废热,最后由回农管返回蒸气冷凝器 再沸器完成相变循环。这种冷却系统,传热在等温状态下进行,由于蒸气在较低的温度下凝结,因而大大提高了蒸气的循环效率。
三 、高温传热技术
目前,一种先进的工业沪设计是利用多孔板吸收高温工作气体的焓,并发射辐射热能从而达到回收余热、节约能原的目的。这种能量转换形式和高温传热技术适用于冶金、陶瓷、玻璃工业等高温传热装置中。燃耗可降低60%。在这种系统中,由于多孔板的“表面加热”作用,所以炉膛体积大大减小,工件得到均匀加热,排烟温度大幅度降低。
四、 直接换热技术
利用熔盐微粒相变的潜热储存和释放能量直接接触换热则是一种能量传递的新形式、节约能源的新技术。盐粒和气体反向流动的直接接触换热包括两个过程:一是储存废热;二是利用废热。如钢铁厂、玻璃厂、水泥厂或流态化床燃烧的高温气体通过直接接触式热交换器把热量传递给盐的固态微粒,盐粒吸收潜热而熔化并把这部分热能储存起来。熔盐液滴再通过直接接触式热交换器把储存的能量释放给与它接触的低温气体,低温气体被加热后就可加以利用。
五 、高温部件冷却技术
燃气轮机进口温度是影响发动机性能的一个重要循环参数。一台推力为3500公斤的喷气发动机,将涡轮进口温度从1200 ℃提高到1350℃,其推重比就可提高15%,耗油率降低8%。提高涡轮进口温度依靠发展耐高温材料、耐高温涂层技术和发展冷却技术两方面的努力来实现。研究和发展冷却技术所用的成本仅是研究和发展耐高温合金材料的1/4,而使涡轮进口温度的提高却为改进合金材料的两倍。利用高温涡轮叶片外部气膜保护性冷却、内部撞击冷却、加肋或扰流柱的强化对流冷却以及上述形式的复合冷却,是一种有效的高温涡轮
【5】【4】。
传热学与生产实践联系十分紧密,在国际上它是一门非常活跃的技术基础学科,每年都会召开各种专题学术会议,在国内似乎未得到足够重视。传热学应该在发展节能技术和开发
新能源发挥重要作用。
注:
【1】摘自戴锅生 《传热学》【M】高等教育出版社,第二版 1998 P2-4
【2】摘自杨世铭 陶文铨 《传热学》【M】高等教育出版社,第三版 1998
【3】摘自陈炯 中国矿业报/2004年/08月/05日/《应用热采技术开发稀油油藏.》叶片冷却技术【N】 【4】摘自赵镇南《传热学》【M】高等教育出版社,2002年7月PP7-10
【5】摘自神家锐 葛绍岩《传热学在能源节约中的应用》中国科学院工程热物理研究所【J】
篇二:传热学读书报告
传热学读书报告
姓名:何连江 学号:2010301470004 院系:动力与机械学院 班级:自动化一班 ? 1 、传热学
? 传热学是研究热量传递规律的学科。
? 1)物体内只要存在温差,就有热量从物体的高温部分传向低温部分; ? 2)物体之间存在温差时,热量就会自发的从高温物体传向低温物体。
? 由于自然界和生产技术中几乎均有温差存在,所以热量传递已成为自然界和生产
技术中一种普遍现象。
? 2 、热量传递过程
? 根据物体温度与时间的关系,热量传递过程可分为两类:( 1 )稳态传热过程;( 2 )
非稳态传热过程。
? 1 )稳态传热过程(定常过程)
? 凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递过程均称稳态传热过程。
? 2 )非稳态传热过程(非定常过程)
? 凡是物体中各点温度随时间的变化而变化的热传递过程均称非稳态传热过程。 ? 各种热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过程属稳态传热过程;而在启动、
停机、工况改变时的传热过程则属非稳态传热过程。
? 三、传热学的特点、研究对象及研究方法
? 1 、特点
? 1 )理论性、应用性强 传热学是热工系列课程内容和课程体系设置的主要内容之
一。是一门理论性、应用性极强的专业基础课,在热量传递的理论分析中涉及到很深的数学理论和方法。
? 2) 有利于创造性思维能力的培养
? 传热学是建筑环境与设备工程专业的主干专业课之一,在教学中重视学生在学习
过程中的主体地位,启迪学生学习的积极性,在时间上给学生留有一定的思维空间。 ? 3 )教育思想发生了本质性的变化
? 传热学课程教学内容的组织和表达方面从以往单纯的为后续专业课学习服务转变
到重点培养学生综合素质和能力方面,这是传热学课程理论联系实际的核心。。 ? 2 、研究对象
? 传热学研究的对象是热量传递规律。
? 3 、研究方法
? 研究的是由微观粒子热运动所决定的宏观物理现象,而且主要用经验的方法寻求
热量传递的规律,认为研究对象是个连续体,即各点的温度、密度、速度是坐标的连续函数,即将微观粒子的微观物理过程作为宏观现象处理。
? 热量传递的三种基本方式
? 一、导热(热传导)
? 1 、概念
? 物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运
动而产生的热量传递称导热。
? 固体与固体之间及固体内部的热量传递。
? 2 、导热现象的基本规律
? 1 )傅立叶定律( 1822 年,法国物理学家)
? 一维导热问题,两个表面均维持均匀温度的平板导热。
? 根据傅立叶定律,对于 x 方向上任意一个厚度为 dx 的微元层,单位时间内通过该
层的导热量与当地的温度变化率及平板面积 A 成正比
? 其中 λ ——比例常数,导热率(导热系数);
? 负号表示热量传递的方向同温度升高的方向相反。
? 2 )热流量
? 单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量,记为 ,单位 w 。 ? 3 )热流密度(面积热流量)
? 单位时间内通过单位面积的热量称为热流密度,记为 q ,单位 w/ ㎡。 ? 当物体的温度仅在 x 方向发生变化时,按傅立叶定律,热流密度的表达式为 ?
? 二、对流
? 1 、基本概念
? 1) 对流:是指由于流体的宏观运动,从而使流体各部分之间发生相对位移,冷热流
体相互掺混所引起的热量传递过程。
? 对流仅发生在流体中,对流的同时必伴随有导热现象。
? 2) 对流换热:流体流过一个物体表面时的热量传递过程,称为对流换热。 ? 2 、对流换热的分类
? 根据对流换热时是否发生相变分:有相变的对流换热和无相变的对流换热。 ? 根据引起流动的原因分:自然对流和强制对流。
? 1 )自然对流:由于流体冷热各部分的密度不同而引起流体的流动。
?
?
?
? 如:暖气片表面附近受热空气的向上流动。 2 )强制对流:流体的流动是由于水泵、风机或其他压差作用所造成的。 3 )沸腾换热及凝结换热: 液体在热表面上沸腾及蒸汽在冷表面上凝结的对流换热,称为沸腾换热及凝结换
热(相变对流沸腾)。
? 3 、对流换热的基本规律 < 牛顿冷却公式 >
? h —比例系数(表面传热系数)单位
? h 的物理意义:单位温差作用下通过单位面积的热流量。
? 表面传热系数的大小与传热过程中的许多因素有关。它不仅取决于物体的物性、换
热表面的形状、大小相对位置,而且与流体的流速有关。
? 一般地,就介质而言:水的对流换热比空气强烈;
? 就换热方式而言:有相变的强于无相变的;强制对流强于自然对流。
? 对流换热研究的基本任务: 用理论分析或实验的方法推出各种场合下表面换热系数
的关系式。
? 三、热辐射
? 1、基本概念
? 1 )辐射和热辐射
? 物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。因热的原因而发出辐射能的现象称为
热辐射。
? 2 )辐射换热
? 辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递称辐射换
热。
?
自然界中的物体都在不停的向空间发出热辐射,同时又不断的吸收其他物体发出的
辐射热。
? 辐射换热是一个动态过程,当物体与周围环境温度处于热平衡时,辐射换热量为零,
但辐射与吸收过程仍在不停的进行,只是辐射热与吸收热相等。
? 3 )导热、对流、辐射的评述
? ① 导热、对流两种热量传递方式,只在有物质存在的条件下,才能实现,而热辐射
不需中间介质,可以在真空中传递,而且在真空中辐射能的传递最有效。
? ② 在辐射换热过程中,不仅有能量的转换,而且伴随有能量形式的转化。
? 在辐射时,辐射体内热能 → 辐射能;在吸收时,辐射能 → 受射体内热能,因此,
辐射换热过程是一种能量互变过程。
? ③ 辐射换热是一种双向热流同时存在的换热过程,即不仅高温物体向低温物体辐射
热能,而且低温物体向高温物体辐射热能,
? ④ 辐射换热不需要中间介质,在真空中即可进行,而且在真空中辐射能的传递最有
效。因此,又称其为非接触性传热。
? ⑤ 热辐射现象仍是微观粒子性态的一种宏观表象。
? ⑥ 物体的辐射能力与其温度性质有关。这是热辐射区别于导热,对流的基本特点。 ? 四、传热过程
? 传递热量的基本方式:导热、对流、热辐射,由这三个基本方式组成不同的传热
过程。
? 热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程称传热过程。 ? 传热过程的组成
? 传热过程一般包括串联着的三个环节组成即:
?
?
?
? ① 热流体 → 壁面高温侧; ② 壁面高温侧 → 壁面低温侧; ③ 壁面低温侧 → 冷流体。 传热系数K
? 是指用来表征传热过程强烈程度的指标。数值上,它等于冷热流体间温差
℃,传热面积 时热流量的值。 K 值越大,则传热过
程越强,反之,则弱。其大小受较多因素的影响:
? ① 参与传热过程的两种流体的种类;
? ② 传热过程是否有相变
? 传热学发展史
? 传热学这一门学科是在 18 世纪 30 年代英国开始的工业革命使生产力空前发展的
条件下发展起来的。传热学的发展史实际就是:导热、对流、热辐射三种传热方式的发展史。导热、对流早为人们所认识,而热辐射是在 1830 年才确认的。
? 传热学发展史
? 一、导热
? 确认热是一种运动的过程中,科学史上有两个著名的实验起着关键作用, ? 其一是1798 年伦福特钻炮筒大量发热实验;
? 其二是 1799 年戴维两块冰块摩擦生热化成水的实验。
? 传热学发展史
? 二、对流
? 流体流动理论是对流体换热理论必要的前提。 1823 年纳维:提出不可压缩流体流
动方程。 1845 年,英国斯托克斯,将其修改为纳维—
斯托克斯方程,形成流体流
动基本方程。
? 其特点:复杂,适用范围小,只适于简单流动,发展困难。
? 1880 年,雷诺提出一个对流动有决定性影响的无量纲物理量雷诺数。通过实验发现:
管内层流 → 湍流转变时,雷诺数在 1800~2000 之间。
? 在雷诺的基础上, 1881 年洛仑兹自然对流解。
? 1885 年格雷茨和 1910 年努塞尔获得管内换热的理论解。 1916 年努塞尔凝结换热
理论解又获得。
? 分别对其对应的理论有所贡献,但进展不大。特别是 1909 年和 1915 年努塞尔的
论文对强制对流和自然对流的基本微分方程及边界条件进行量纲分析获得了有关无量纲数之间的准则关系。促进了对流换热研究的发展,他的成果具有独创性,于是,他成为发展对流换热理论的杰出先驱。
? 三、热辐射
? 在其早期研究中,认识黑体辐射的重要性并用人工黑体进行实验研究对于建立热辐
射理论具有重要作用。
? 19 世纪斯忒藩通过实验确立了黑体的辐射能力正比于它的绝对温度的四次方的规
律。后来该定律在理论上被波耳兹曼证实,从而形成斯忒藩 —波耳兹曼定律。 ? 后在物体之间辐射热量交换方面有两个重要的理论问题:
? 一是: 物体的发射率与吸收比之间的关系问题。
? 1859 年, 1860 年基尔霍夫的两篇论文作了解答。
? 二是:物体间辐射换热的计算方法。
? 由于物体间辐射换热是一个无穷反射逐次减弱的复杂物理过程,计算方法的研究有
其特殊性,先后出现了以下几种:
? ① 1935 年波略克的净辐射法
? ② 1954 年, 1967 年霍尔特的交换因子法;
? ③ 1956 年奥本亥姆的模拟网络法。
? 这三种方法对完善热辐射换热的复杂计算作出了贡献。
? 随着科学技术的发展,测量新技术、计算机、激光技术对传热学的发展起了重要作
用,特别是计算机的发展用数值方法解决传热问题取得重大突破。 20 世纪 70 年代形成一个新兴分支——数值传热学。
篇三:关于热力学的读书笔记
关于热力学的读书笔记
一、基本概念: 【1】
闭口系统:热力学系统与外界无质量交换的系统。也叫控制质量系统
开口系统:热力学系统与外界有物质交换的系统,也叫控制体积系统
绝热系统:热力学系统与外界无热量交换的系统。 孤立系统:热力学系统和外界无任何能量和物质交换的系统。
热力状态反应着工质大量分子热运动的平均特点 常有状态参数:
压力:P 温度:T 比体积:v(m3/kg)
内能:U 焓:H 熵:S
与热力系的质量无关,切不可相加的状态参数称为强度参数,如P,T
与热力系的质量有关,且可相加的状态参数称为广延参数,如 S,U,H
比体积:单位质量的工质所占有的体积
温度T: 是确定一个系统是否与其他系统处于热平衡的状态函数。温度是热平衡的唯一依据。
热力学温度:规定水的气、液、固三相平衡共存的状态
点为基准点,273.16K
功和热量:
功是系统与外界之间在力差的推动下,通过宏观有序运动的方式传递能量。换言之。借着做功来传递能量总是和物体的宏观位移有关。
热量是系统与外界之间再温差的推动下,通过微观粒子的无序运动的方式传递能量,换言之,借传热来传递能量,不需要有物体的宏观位移
循环可分为可逆循环和不可逆循环(按照性质来分)
循环可分为正向循环(动力循环)和逆向循环(制冷循环或热泵循环)
二:准静态过程、可逆过程与不可逆过程 【1】
准静态过程:由一系列连续的平衡态组成的过程成为准静态过程
准静态过程实现条件:推动过程进行的势差无限小,以保证系统在任意时刻都无限接近于平衡态
意义:
1、 可以用确定的状态参数变化描述过程
2、 可以在参数坐标图上用一条连续曲线表示过程 可逆过程实现的充要条件:
过称为准静态过程过程中无任何耗散效应(通过摩擦、
电阻、磁组等使功变成热的效应)。也就是说无耗散的准平衡过程为可逆过程
三、热力学第一定律 【2】
表述:当热能与其他形式的能量相互转换时,能的总量保持不变。
ΔU=Q+W,一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
——传递的热量由内能衡量,内能由功衡量。于是这个定律的实质就是:?能?从外界进入系统(以做功的方式,或者以热传递的方式),其量不变(必须还可以由系统返回以证明等价)。也就是说,能量跑来跑去,但量不加变化。这不就是守恒吗?但真正的能量守恒还需要把能量的观念扩大化。
能量守恒定律的发现:
1836,俄国化学家盖斯,一个化学反应,无论分几步完成,放出的总热量相等。
1842,德国科学家迈尔,第一个提出能量守恒思想的人。
law of energy conservation:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量保持不变。
对于流动工质,它表示流动工质向流动方向传递的能量中取决于热力状态的那部分能量;对于不流动工质,焓只是一个复合状态参数,无明确的物理意义。
【2】 四、 热力学第二定律:
表述: 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。
1850,德国,克劳修斯Clausius:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
热机的工作分为两个阶段,第一个阶段是燃烧燃料,化学能变成内能;第二个阶段是工质(工作物质)对外做功,内能变成机械能。
热机效率η=W/Q,总是小于100%。
即使不算任何损耗,工质吸收的热量还是不能全部做功。热机工作过程中必然向低温热库排出热量。
开尔文,1851,表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。其含义是,机械能可以全部转化为内能,而内能无法全部用来做功以转换成机械能。 违背能量守恒定律的永动机,叫做第一类永动机;违背热力学第二定律的永动机,叫做第二类永动机。——之所以叫永动机,可以推知:倘若功全部转化成热,而热又全部用来做功,那么,这样的机械就可以?永远动下去?。.
五、 热力学第三定律: 【2】
当系统趋近于绝对温度零度时,系统等温可逆过程的熵变化趋近于零。第三定律只能应用于稳定平衡状态,因此也不能将物质看做是理想气体。绝对零度不可达到这个结论称做热力学第三定律。
1906年,德国物理学家能斯特在研究低温条件下物质的变化时,把热力学的原理应用到低温现象和化学反应过程中,发现了一个新的规律,这个规律被表述为:?当绝对温度趋于零时,凝聚系(固体和液体)的熵(即热量被温度除的商)在等温过程中的改变趋于零。?德国著名物理学家普朗克把这一定律改述为:?当绝对温度趋于零时,固体和液体
篇四:防灾减灾读书笔记
防灾减灾工程学读书笔记
学号:132081400011 姓名:林鹏 班级:1301班
灾害是指那些由于自然的、人为的或人与自然综合的原因,对人类生存和社会发展造成损害的各种现象。灾害的类型分为两类:一类是自然灾害;一类是人为灾害。自然灾害又可分为地质灾害、气象灾害、生物灾害、天文灾害以及其他;人为灾害又可分为生态环境灾害、工程事故灾害、政治社会灾害。这些灾害对人类社会主要有以下影响:造成人员伤亡;造成巨大经济损失;破坏环境资源,影响城市可持续发展。
从人类已付出的巨大代价的史实中吸取宝贵的经验与教训,给予人们对付灾害的最新的科学知识和一些应急、自救、互救的方法,以提高人们的防灾、减灾、抗灾的能力,提高国民的灾害意识,从而提高整个民族的素质,为抵抗各种灾害、降低灾害损失筑起一道无形的新的长城。这就是灾害教育的目的、意义和任务,也是开设《防灾减灾学》这门课程的宗旨之一。
从自然科学方面看,各个学科分支对各单种灾害的成灾机理、发生发展过程进行了大量研究,希望从中找到预测规律,用于预测预防。现在这种研究随着现代科学技术手段的发展而更加深入地进行。灾害与生态环境关系的研究也十分重要。
从工程科学方面看,从防灾规划、工程抗灾技术、工程防灾减灾技术、灾后工程建筑修复技术以及各种灾害预测预报的仪表、仪器及系统等均有很大的研究空间。
从经济学方面看,研究的课题有灾前物资储备、灾害损失评估、灾害保险、灾害对生产发展的影响等。
从社会学方面看,对灾害预报、灾情发生时的政策制定、灾害事件的应急预案、灾害时保持社会稳定、灾害时人的心理行为研究等问题均应深入研究并提出对策。 火灾的危害及特点
火的使用是人类最伟大的发明之一,是人类赖以生存和发展的一种自然力。可以说,没有火的使用,就没有人类的进化和发展,也就没有今天的物质文明和精神文明。当然,火和其他物质一样也具有两重性,它给人类带来了文明和幸福,促进了人类物质文明的不断发展。但是火也给人类带来了巨大的灾难,由于人类自身的不慎和其他自然原因,火也会给社会生产和生活带来无法弥补的巨大损失。火灾是各种自然灾害中的最危险、最常见、最具毁灭性的灾种之一。火灾出现的概率之高,以及它对可燃物的敏感性和燃烧蔓延的快速性都是十分惊人的。自从人类发现火以后,在长期生活和生产活动中,已经同火结下不解之缘。当今,火在人类的生活、工农业生产以及科学技术等许多领域应用极为广泛,已经发挥出巨大作用,促进了整个人类社会的发展。所以,火的利用具有划时代的意义。
火灾是各类灾害中发生最频繁,并极具毁灭性的灾害之一。火灾发生频繁为各种灾害之首,我国每年约发生3万次至7万次。火灾是指失去控制的火,在其蔓延发展过程中给人类的生命财产造成损失的一种灾害性的燃烧现象。它可以是天灾,也可以是人祸。因此火灾既是自然现象,又是社会现象。火灾灾害的属性按照物质运动变化产生燃烧的不同条件可以分为自然火灾和建造物火灾。
自然火灾是指在森林、草场等一些自然区发生的火灾。这类火灾的起因有两种,一种是由大自然的物理和化学现象引起的,有直接发生的,如火山喷发、雷火等,也有条件性的次
生火灾,如干旱高温的自燃、地下煤炭的阴燃等;另一种则是由人类自身行为的不慎所引起的火灾。这类火灾发生的次数不多,但其火势一般都较大,难以扑灭,例如森林、煤矿火灾等。
建造物火灾是指发生于各种人为建造的物体之内的火灾。事实证明,最常见、最危险、对人类生命和财产造成损失最大的还是这类发生于建造物之中的火灾。
火灾的危险性表现在以下几个方面:
1 既有确定性、又有随机性
随机性是指火灾在何时、何地发生等是不确定的,要受到各种因素的影响,但它却遵循一定的统计规律;
确定性是指可燃物着火引起火灾,必须具备一定的条件,遵循一定的规律。如果在某一场合下发生了火灾,火灾会按基本确定的过程发展,火灾燃烧、烟气流动等都遵循确定的流体流动、传热物质、物质守恒等规律。人们可以利用这些规律来研究火灾。
2 自然因素和社会因素共同作用的结果
火灾的发生首先与建筑科技、消防设施、可燃物燃烧特性,以及火源、天气、风速、地形等物理化学因素有关。
但火灾的发生决非是纯粹的自然现象,还与人们的生活习惯、文化修养、操作技能、教育程度、法律知识,以及规章制度、文化经济等社会因素有关。
3 随时代进步而增大
火灾的发生频率与损失随着经济的活跃和财富的增加而增大。
尽管随着社会经济的发展、科学技术的进步,人们对火灾的抗御能力不断提高。但伴随着高层建筑、大型化工企业、大型商贸大厦、大型宾馆、大型饭店和写字楼、大型集贸市场等涌现;新工艺、新设备、新型装饰材料的广泛使用;用火用电量激增,,火灾的发生也相应增加。
火灾防制
1 建立消防队伍和机构
人类用火距今已有180万年以上。我国人民同火灾作斗争的消防工作有文字记载的也有2600多年历史。到了南宋,我国民间出现了“水铺”、“冷铺”、“义社”等群众救火等群众救火组织。明、清、民国年间群众救火组织有了较大发展,一些城市和乡村成立了“水会”、“水庄”、“水局”、“救火会”以及各种名目的“义勇救火队”、“救火委员会”等群众救火组织。
近代在西方国家中,随着资本主义生产方式的建立和发展,大规模的工矿企业越来越多,城市人口更加密集,火灾的危险性也越发引起人们的重视,从而出现了更加正规的消防队和消防机构等,如英国在1850年出现了公用消防公司,美国在1896年成立了全国消防协会。它们与其它保险机构相互融合,使救火水平有了较大提高。我国在清代末年开始出现西方的消防体制。
2 研制各种灭火设备
用桶、罐之类的生活工具运水灭火是人类最先想到和使用的方法。我国唐代人开始用油
布缝制的水袋来运水灭火,宋代人成功地用竹制唧筒喷水灭火,尽管其射程和喷水量有限,但与靠近火焰泼水或向火中投掷水袋等灭火方式相比,的确是一个大的进步。
十八世纪内燃机在西方国家出现后,人们很快制造了以内燃机为动力的消防车、消防艇及消防泵等可移动式机械灭火设备。近代自来水系统的建立和发展又给人以启示,使消火栓成为建筑物的重要消防设施。本世纪以来,许多现代建筑中开始采用火灾自动报警系统、各种自动灭火系统、防排烟系统;利用飞机进行灭火和营救;化学药剂灭火等等。随着科学技术的进步,消防安全措施还将进一步得到改进和发展。
3 制定有关防灭火法规
我国很早就提出了“立火禁”、“ 修火宪”,即发布防火政令、建立御火制度和制定用火法律,依法治火。十七世纪中期起,人们逐渐对火有了较深刻的了解,在此基础上逐渐产生了各种各样的法规和标准,并且随着对火在认识的加深而不断修订和完善。1904年美国颁布了第一个较为完善的建筑消防法规,1928年进行了第一次建筑结构耐火实验。这些法规和标准包括城市、乡村、民用建筑、高层建筑、仓库、石油、化学易燃物品等多种消防法规,以及材料分类、建筑构件耐火等标准。
4 建筑防火规范体系
消防技术规范是对工程建设活动中涉及消防安全的重复性事物和概念所做的统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础,经有关方面协调一致,由公安部等有关部门主编,建设部和国家标准技术监督检疫检验总局批准,以国家标准或行业标准的形式发布,作为全国或某一行业共同遵守的准则和依据。
篇五:东南大学传热学名词解释+分析题整理笔记
第一章
1.热传导 物体各部分之间不发生相对位移,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递。
2.热流量 单位时间内通过某一给定面积的热量。
3.热对流 指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移,冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。
4.导热系数 表征材料导热性能优劣的参数,数值上等于在单位温度梯度作用下物体内热流密度矢量的模。 取决于物质的种类和热力状态(温度和压力等)
5.对流换热 流体流过固体表面时,对流和导热的联合作用,使流体与固体壁面之间产生热量传递的过程。
6.辐射 物体通过电磁波来传递能量的方式。
7.热辐射 物体因热的原因而发出辐射能的现象。
8.辐射传热 物体不断向空间发出热辐射,又不断吸收其他物体的热辐射,辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递。
9.传热过程 热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。
10.传热系数 表征传热过程强烈尺度的标尺,数值上等于冷热流体间温差1℃、传热面积1㎡时的热流量的值。
11.传热过程热阻 面积热阻 (见P14)
第二章
1.温度场 各个时刻物体中各点温度所组成的集合。
2.稳态温度场 物体中各点温度不随时间变化的温度场。
3.非稳态温度场 物体中各点温度随时间变化的温度场。
4.均匀温度场 物体中各点温度相同的温度场。
5.一维温度场 物体中各点温度只在一个坐标方向变化的温度场。
6.二维温度场 物体中各点温度只在二个坐标方向变化的温度场。
7.等温面 温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面。
8.等温线 在任何一个二维截面上等温面表现为等温线。
9.导热基本定律 在导热过程中,单位时间内通过给定截面的导热量,正比于垂
直该截面方向上的温度变化率和截面面积,而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。(傅里叶定律)
10.热流线 一组与等温线处处垂直的曲线,通过平面上任一点的热流线与该点的热流密度矢量相切。
11.热流通道 相邻两条热流线之间所传递的热流量处处相等,相当于构成一个热流通道。
12.保温材料 导热系数小的材料。
13.表观导热系数 不均匀连续的介质的一种折算导热系数。
14.导热微分方程 根据能量守恒定律和傅里叶定律来建立的物体中的温度场应该满足的变化关系式。
15.热扩散率 表征材料传播温度变化能力大小的参数。(导温系数)
16.边界条件 第一类:规定了边界上的温度值。
第二类:规定了边界上的热流密度值。
第三类:规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数h及周围流体温度tf
另外 辐射边界条件,界面连续条件(见P45)
17.导温材料的结构 ①均匀、各向同性②均匀、各向异性③不均匀、各向同性④不均匀各向异性
18.接触热阻 两名义上互相接触的固体表面,实际上接触仅发生在一些离散的面积元上。在未接触的界面之间的间隙中常常充满了空气,热量将以导热的方式穿过这种气隙层。这种情况与两固体表面真正完全接触相比,增加了附加的传递阻力,称为接触热阻。
影响因素:①表面粗糙度②表面硬度③表面间的压力等
19.肋片 依附于基础表面上的扩展表面。
20.肋效率 肋片实际散热量与假设整个肋片表面处于肋根温度下的理想散热量的比值。
21.过余温度 某点温度与基准温度之差(基准温度一般选取不受换热条件影响的物体温度)
22.多维稳态导热求解方法①分析解法②数值解法③模拟方法
注意:形状因子法只能用于两个等温边界
F 套管测温减小误差的方法(P62)
F 单层圆筒壁温度分布(P52)
J 肋总效率(P66)
第三章
1.非稳态导热 物体的温度随时间而变化的导热过程
分类①非周期性 物体的温度随时间的推移逐渐趋近于恒定值 ②周期性 物体的温度随时间而做周期性变化 其中非周期性非稳态导热阶段分为
①非正规阶段 温度分布主要受初始温度分布控制
②正规阶段 物体初始温度分布的影响逐渐消失,温度分布主要受热边界条件的影响
2.导热微分方程解的唯一性定律 不可能同时存在两个都满足导热微分方程及同一定解条件的不同解。
3.牛顿加热(冷却) 物体内部导热热阻可以忽略的导热或冷却。
4.半无限大物体 指从界面一侧开始可以向上、下以及正向无限延伸,而在每一个与正向垂直的截面上的物体温度都相等,即温度分布至于一个坐标有关的物体。(详见P133)
5.特征数 表征某一类物理现象或物理过程特征的无量纲数。
6.特征长度 出现在特征数定义式中的几何尺度。
7.集总参数法 当固体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻时,任何时刻固体内部的温度都趋于一致,可认为整个固体在同一瞬间均处于同一温度下。这时温度仅是时间τ的一元函数而与空间坐标无关,好像该固体的质量与热容量汇总到一点上,这种忽略物体内部导热热阻的简化分析方法称为集总参数法。
F第三类边界条件下Bi对平板内温度分布的影响(P116)
F诺谟图 仅适用于第一类与第三类边界条件(P131)
F三种边界条件下半无限大物体温度场(P134)
F多维非稳态导热的乘积法(P139)以过余温度或无量纲过余温度表示,不能用温度表示
适用条件:初始温度均匀,第一类边界条件时边界温度为定值或第三类边界条件时流体温度与对流传热系数为定值
第四章
1.节点 用一系列与坐标轴平行的网格线把求解区域划分成许多子区域,以网格线的交点作为需要确定温度值的空间位置。
2.步长 相邻两节点间的距离。
3.元体 节点所代表的小区域。
4.离散方程 节点上物理量的代数方程。
5.网格Bi数 以网格步长为特征长度的Bi数。
F稳态收敛性条件(对角占优)(P171)
F非稳态导热显示格式内部节点(P176) 外部节点(P178)
F稳定性条件(常被误说成“收敛性条件”)(P178) 注:第一类,第二类边界条件只有内点限制,第三类还要注意边界点的限制。 常考二维
第五章
1、对流传热:流体流过固体表面时与固体间的热量交换称为对流传热。(自然对流,强制对流见第六章12、21)
2、对流传热的研究方法:分析法、比拟法、数值法、实验法
3、流动边界层:在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层称为流动边界层(又称速度边界层)。
特点:①起粘滞性作用的区域仅仅局限在靠近壁面的薄层内,尺寸很小;②
边界层内流速急剧变化,壁面法线方向速度梯度很大;③沿流动方向边界层逐渐加厚,并逐渐由层流边界层过渡为湍流边界层;④主流区可以认为是理想流体的流动;⑤规定达到主流速度99%处的距离Y为流动边界层厚度,记为δ
4、层流边界层:在平板的起始段边界层很薄,随着板长度X的增加边界层逐渐加厚,但在某一距离Xc内以前会一直保持层流的性质,此时流体左右秩序的分层流动,各层互不干扰,这时的边界层称为层流边界层。
5、湍流边界层:随着边界层厚度的增加,边界层内由于粘滞力和惯性力的作用变得不稳定起来,自前缘Xc处起流动朝着湍流过渡,最终过渡为旺盛湍流。此时流体质点在沿X方向流动的同时,有作者紊乱的不规则脉动,故称湍流边界层。
6、粘性底层:湍流边界层的主体核心虽处于湍流流动状态,但紧靠壁面处粘滞应力仍占主导地位,致使贴附于壁面的一极薄层内仍保持层流的主要性质,这个极薄层称为粘性底层。
7、缓冲层:在湍流核心与粘性底层之间存在着起过渡作用的部分。
8、温度边界层:固体表面附近流体温度发生剧烈变化的这一薄层称为温度边界层(或热边界层),其厚度称为δt
9、数量及分析:通过比较方程式中各项数量级的相对大小,把数量级大的保留下来,而舍去数量级小的项。
10、特征数方程:以特征数表示的对流传热计算关系式。
11、比拟理论:利用两个物理现象之间在控制方程方面的类似性,通过测定其中一种现象的规律而获得另一种现象基本关系的方法。(注:只是控制方程方面的相似,而实际内容不同,例如湍流切应力和湍流热流密度)
F1对流传热的影响因素P197-198
F2换热微分方程与第三类边界条件的异同P202
F3对流传热问题总的数学描写P205
F4流动边界层内的流态分析P207下方-P208
F5数量级分析法P210
F6二维稳态边界层型对流传热问题的数学描述P211
本文关键词:传热学,由笔耕文化传播整理发布。
本文编号:290474
本文链接:https://www.wllwen.com/wenshubaike/zykc/290474.html