一级建筑师建筑物理与设备:传热的基本方式

　　传热的基本方式

　　一、辐射换热

　　两表面间的辐射换热量主要与表面的温度、表面发射和吸收辐射的能力、表面的几何尺寸与相对位置有关。

　　辐射换热系数αr取决于表面的温度、表面发射和吸收辐射的能力、表面的几何尺寸与相对位置。

　　二、导热

　　1.傅立叶定律

　　均质材料物体内各点的热流密度与温度梯度成正比。热量传递的方向由高温向低温和温度梯度的方向由低温向高温相反。

　　2.材料的导热系数λ

　　导热系数是表征材料导热能力大小的物理量，单位为W/(m?K)。

　　它的物理意义是，当材料层厚度为lm，材料层两表面的温差为1K时，在单位时间内通过l┫截面积的导热量。

　　各种材料导热系数的大致范围是：

　　建筑材料和绝热材料

　　0.025～3

　　液体

　　0.07～0.7

　　气体

　　0.006～0.6

　　金属

　　2.2～420

　　三、辐射

　　凡是温度高于绝对零度(0K)的物体都发射辐射能。

　　1.物体对外来辐射的反射、吸收和透射。

　　⑴反射系数rh：被反射的辐射能Ir与入射辐射能I0的比值。

　　⑵吸收系数ρh：被吸收的辐射能Iα与入射辐射能I0的比值。

　　⑶透射系数τh：被透射的辐射能Iτ与入射辐射能I0的比值。

　　2.白体、黑体和完全透热体

　　⑴白体(绝对白体)：能将外来辐射全部反射的物体，rh=1.

　　⑵黑体(绝对黑体)：能将外来辐射全部吸收的物体ρh=1.

　　⑶完全透热体：能将外来辐射全部透过的物体，τh=1.

　　3.物体表面的辐射本领

　　⑴全辐射力E(辐射本领，全辐射本领)：在单位时间内、从单位表面积上以波长0～∞的全波段向半球空间辐射的总能量，单位：W/┫.

　　⑵单色辐射力Eλ(单色辐射本领)：在单位时间内、从单位表面积向半球空间辐射出的某一波长的能量，单位：W/┫?μm.

　　⑶灰体：物体在每一波长下的单色辐射力与同温度、同波长下黑体的单色辐射力的比值为一常数。

　　一般建筑材料均可看作为灰体。

　　⑷非灰体(选择性辐射体)：物体的单色辐射力与黑体、灰体截然不同，有的只能发射某些波长的辐射能量。

　　⑸黑度ε(辐射率)：灰体的辐射本领Eλ与同温度下黑体的辐射本领Eλ，b的比值。

　　4.对流

　　由于引起流体流动的动力不同，对流的类型可分为：

　　1.自由对流：由温度差形成的对流。

　　2.受迫对流：由外力作用形成的对流。

　　5.影响材料吸收率、反射率、透射率的因素

　　材料吸收率、反射率、透射率与外来辐射的波长、材料的颜色、材性、材料的光滑和平整程度有关。

　　材料表面对外来辐射的反射、吸收和透射能力与外来辐射的波长有密切的关系。

　　物体对不同波长的外来辐射的反射能力不同，对短波辐射，颜色起主导作用;对长波辐射，材性(导体还是非导体)起主导作用。

　　常温下，一般材料对辐射的吸收系数可取其黑度值，而对来自太阳的辐射，材料的吸收系数并不等于物体表面的黑度。

　　玻璃作为建筑常用的材料属于选择性辐射体，其透射率与外来辐射的波长有密切的关系。

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