怎么区分热传递的三种方式:热传导,热对流和热辐射? |
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传热机制总共有三种,分别是:热传导、热对流和热辐射。 在这三种传热机制中,最基本的就是热传导。热传导的产生是由于能量在相邻粒子之间进行传输,例如晶格震动、气体分子碰撞、电子迁移等。热传导中的能量传递与材料的导热性和温差相关,且与温度梯度成成正比,可以表示为 -k\nabla T 第二种传热机制是热对流,指传热发生在一个以一定流速流动的流体内,能量通过流动或输运进行传递。主要与材料的热容、质量流率和温度相关,可以表示为 \rho C_p \textbf{u}T 第三种是热辐射,可以理解为能量通过光子输运进行的发射、传播、吸收和反射等,需要考虑视角因子。热辐射发生在透明介质或半透明介质中,例如空气、真空等。热辐射的能量传递主要与发射率、视角因子以及表面/环境的温差四次方有关,可以表示为 n^2\varepsilon\sigma(T_{amb}^4-T^4) 更加直观的理解这三种传热机制除了在生活中有一些常见的例子之外,也可以通过 COMSOL 多物理场仿真软件进行相关的仿真模拟,固体与流体中的热传导、自然对流和强制对流、表面对表面辐射等都可以在 COMSOL 中实现。通过 COMSOL 的后处理功能可以非常直观地看到热量的传递与分布,更加详细的仿真过程和结果可以参考以下的官方案例: |
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