传热学的发展与应用

热传递方面的主要任务传热的发展与应用课程名称：教员：班级级别：姓氏：号码：2013-05-04简要介绍了传热的重要性和发展，然后从热传导、对流和热辐射三个方面详细介绍了传热的建立和发展。概述了传热在日常生活和生产中的应用，并分别从传统工业和高科技领域介绍了传热的具体应用。关键词：传热发展与应用文本能源是人类生存的基石，是人类文明的驱动力。热量是能量利用过程中最重要的物质，而传热是研究由温差引起的传热过程的学科。因此，热传递的发展与热量的利用和能量的应用有关。热传递是人类文明的伟大创造。事实上，热传递现象在我们的生活中很常见。早在人类文明之初，我们就学会了烧火取暖、烧火做饭、烧煤锻造武器等等。这表明我们聪明的祖先善于利用热传递为生产和生活服务。然而，从来没有一个具体的传热理论体系，因为没有强大的驱动力。直到工业革命前后，传热的发展逐渐形成了一个相对完整的理论体系。那是因为工业革命促进了传热研究的发展，这反过来又极大地促进了工业生产的发展。两者相辅相成，相互促进。热传递有三种方式，包括热传导、对流和热辐射。这三种传热方法的理论建立和发展经历了无数科学家的不断努力。传热的发展是一个跨行业、跨学科的基本交叉学科。它的发展依赖于数学、热力学、流体力学、量子力学和测量技术的发展。1798年，伦福德钻筒中产生了大量的热量，1799年，大卫的实验证明，两块冰摩擦在一起产生热量并将其转化为水，这证实了热量来源于物体内部的运动。1804年，根据实验，博福特提出单位时间单位面积的热传导与两边的温差成正比，与壁厚成反比。傅立叶利用数学工具提出了求解场微分方程的分离变量法，并将解表示为一系列任意函数。他发表了著名的论文热的分析理论，奠定了热传导理论的基础。继傅立叶之后，莱曼、卡斯劳、耶格尔和雅库布等学者在热传导理论领域做出了巨大贡献。流体的不可压缩性、斯托克斯方程和改进方程、雷诺数、湍流层流等流体流动理论为对流传热奠定了基础。18世纪末19世纪初，提出了洛伦兹自然对流、格拉茨和努塞尔托管传热和努塞尔托冷凝传热的理论解。1921年，包豪斯从普朗特的边界层概念中引入了热边界层的概念。后来，他与施密特和贝克曼合作，成功地解决了垂直壁附近空气的自然对流传热问题。湍流计算模型的发展也极大地促进了对流传热的发展。普朗特、卡门玛蒂娜利、马克坦、伯特和埃克特也对对流传热的发展做出了巨大贡献。1889年，Lummer等人测量了黑体辐射光谱能量分布的实验数据。19世纪末，斯蒂芬(J，Stefan)提出了由玻尔兹曼理论论证的四次方定律。此后，韦恩、瑞利和詹金斯提出的理论遭遇了“紫外线灾难”。普朗克在1900年提出了能量光子假说，建立了普朗克定律，正确地揭示了黑体辐射能量的光谱分布规律，奠定了热辐射理论的基础。基尔霍夫在1859年和1860年解决了物体发射率和吸收率之间的关系问题。1935年，波略对ob间辐射传热的计算方法作出了贡献科学家之所以花费如此多的经验来研究传热问题，是因为传热问题关系到人类文明的发展、国民经济和人民生活的发展以及资源的有效利用。传热的应用无处不在，包括能源和电力、冶金、化工、交通运输、建筑材料、机械、食品、轻工、纺织、医药等传统行业、航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源、农业工程等许多高科技领域。同时，随着理论和实验研究与生产生活的结合，相变和多相传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等多种交叉学科应运而生。传热在传统工业中的应用主要涉及各种过程，如加热器和冷却塔。通过研究传热问题，可以降低能耗，提高效率，提高质量。本文以传热学在机械工业中的应用为例进行说明。在铸造、焊接和金属热处理的常规加工工艺中，不同条件下金属与铸型之间的传热、铸件的温度场分布、液态金属和砂型的热物理性能、温度分布对金属收缩规律的影响以及热裂纹、热应力变形和冷裂纹等缺陷产生的原因、焊接过程中金属温度和传热的分布、金属热处理温度与金属表面质量的关系、不同热处理工艺对金属性能的影响等。被分析。存在大量的非稳态热传导、移动边界处的固液相变传热和各种对流传热问题。特别指出，在精密机械和精密仪器的制造和使用过程中，热应力和热变形的预测、修正和控制也依赖于传热原理的指导。在高新技术领域，传热也起着非常重要的作用。随着科学技术的发展和各学科交叉程度的加深，传热可能在各种高新技术中起到支撑作用，但没有支撑作用，就不可能形成优秀的戏剧。在航空航天发展领域，由于航天器和飞行器需要在大气中高速飞行，应运而生的热防护系统成为一个重点和难点。只有充分利用传热知识，这个问题才能解决。多孔介质因其优异的传热强化和隔热性能而备受关注。它们可用于生产传热增强设备或在极低温度环境下的超级隔热材料。生物传热的研究为开发各种热疗和热诊断仪器设备提供了理论基础。计算机芯片传热的研究为微电子元件的发展树立了一个好榜样。红外辐射不仅应用于工业加热和物料干燥，而且在测试中显示出巨大的优势。对当地水域“热污染”的研究将有助于解决一些环境问题。热传递在军事领域有许多应用。传热在传统工业和高科技领域发挥了非凡的作用。当代科学家在前人研究的基础上不断创新，根据生活和生产进行更具体的研究，不断将研究成果应用于生活和生产，为人类文明的发展做出了巨大贡献。参