一、熱傳遞的基本方式

1．導熱

（1）導熱的定義

導熱又稱熱傳導，是指物體各部分之間不發生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而進行的熱量傳遞現象。

（2）導熱量的計算

①傅裡葉定律（導熱基本定律）

或

②熱流量

單位時間內通過某一給定面積的熱量稱為熱流量，記為Ф，單位為W。

③熱流密度

通過單位面積的熱流量稱為熱流密度，記為q，單位為W/m2。

（3）熱導率

①熱導率λ或稱導熱系數，是表征材料導熱性能優劣的參數，即是一種熱物性參數，其單位為W/（m•K）。

②其物理意義是指單位厚度的物體具有單位溫度差時，在單位時間內其單位面積上的導熱量。

2．熱對流

（1）熱對流的定義

熱對流是指由於流體的宏觀運動而引起的流體各部分之間發生相對位移，冷、熱流體相互摻混所導致的熱量傳遞過程。

（2）對流傳熱

①對流傳熱的定義

對流傳熱是指流體與溫度不同的固體壁面接觸時所發生的傳熱過程。

②對流傳熱的分類

a．自然對流傳熱：由於流體冷、熱各部分的密度不同而引起的對流傳熱。

b．強制對流傳熱：由於機械（水泵或風機等）的作用或其它壓差而引起的相對運動所造成的對流傳熱。

c．沸騰傳熱及凝結傳熱：伴隨有相變的對流傳熱，如液體在熱表面上沸騰及蒸氣在冷表面上凝結的對流傳熱問題，分別簡稱為沸騰傳熱及凝結傳熱。

③對流傳熱的計算

牛頓冷卻公式（對流傳熱的基本計算式）

式中：ｈ——表面傳熱系數（或稱對流換熱系數），單位是W/（m2•K）。

（3）熱對流與對流傳熱的區別

①熱對流是傳熱的3種基本方式之一，而對流傳熱不是傳熱的基本方式。

②對流傳熱是導熱和熱對流這2種基本方式的綜合作用。

③對流傳熱必然具有流體與固體壁面間的相對運動。傳熱學中，重點討論的是對流傳熱問題。

3．熱輻射

（1）輻射的定義

物體通過電磁波來傳遞能量的方式稱為輻射。

（2）熱輻射的定義

物體會因各種原因發出輻射能，其中因熱的原因而發出輻射能的現象稱為熱輻射。

（3）熱輻射的特點

①輻射能可以通過真空自由地傳播而無需任何中間介質（與導熱、對流完全不同）。

②一切物體隻要具有溫度（高於0 K），就能持續地發射出輻射能，同時也能持續地吸收來自其他物體的輻射能。

③熱輻射不僅具有能量的傳遞，而且具有能量形式的轉換，即熱能—電磁波能—熱能。

（4）熱輻射的計算

①輻射力的定義

輻射力是指物體表面每單位面積在單位時間內對外輻射出去的全部能量。用E表示，單位是W／m2。

②黑體的定義

黑體是指能吸收投入到其表面上的所有熱輻射能量的物體。

③絕對黑體的輻射力

由斯忒藩-玻耳茲曼定律，絕對黑體的輻射力為

式中：σb——斯忒藩-玻耳茲曼常數，亦稱黑體輻射常數，

。

Cb——黑體的輻射系數，

。

④實際物體的輻射力

一切實際物體的輻射力均低於同溫度下黑體的輻射力，實際物體的輻射力為

式中：ε——實際物體的發射率，或稱黑度，其值為0～1。

（5）輻射傳熱

①輻射傳熱的定義

物體向空間發出熱輻射，同時又不斷地吸收其他物體發出的熱輻射，這種輻射與吸收過程綜合結果所造成的物體間以熱輻射進行的熱量傳遞方式稱為輻射傳熱（或輻射換熱）。

②輻射換熱量的計算

二、傳熱過程和傳熱系數

1．傳熱過程

（1）傳熱過程的定義

熱量由壁面一側的流體通過壁面傳到另一側流體中去的過程稱為傳熱過程。實際傳熱過程是由導熱、對流、輻射這3種基本方式組成的。

（2）傳熱過程的三個串聯環節

①從熱流體到壁面高溫側的熱量傳遞；

②從壁面高溫側到壁面低溫側的熱量傳遞，亦即穿過固體壁的導熱；

③從壁面低溫側到冷流體的熱量傳遞。

（3）傳熱過程熱流密度的計算