详解导热系数的发现与发展

 在冷柜中,如果传热效果不好,那么冷柜制冷速度就会变得很慢,甚至产生不制冷的现象。这是因为冷柜内部热量出不去,导致这样的结果。那么冷柜中那个部件起到传热作用呢?那就是蒸发器。下面就让冷柜价格来讲述它在冷柜中的作用吧。

1904年,普朗特提出边界层的概念。

   
(3)传热温差对传热效率的影响。蒸发器与周围空气的温差越大,蒸发器的传热效率越高:当温差相同时,冷柜内温度越高,传热效率越低。

其中为单位时间内传导的热量,为材料的导热系数,A为热量通过的截面积,为垂直于截面上的温度变化率。

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生活中我们是否经常会有这样的疑问,例如,冬天的棉被经过拍打之后为什么感觉特别暖和?为什么要及时清除冰箱内的结霜,否则耗电量会增加?住新房为什么感觉比住旧房更冷?其实这些现象都离不开一个重要的物理量——导热系数。那么什么是导热系数呢?它的研究经历了哪些阶段?上面提到的现象到底该如何解释?不要急,我们先从导热系数的研究史说起——导热系数的研究历史。

   
另外,冷柜中蒸发器的传热表面如黏附有污物,也会造成很大的热阻力,影响制冷剂液体润滑表面能力,使传热效率下降。另外,如制冷剂中带有润滑油,也会影响传热。

这个问题的解释与问题1类似,主要问题在于空心砖中含有大量的空气,而空气的导热系数远小于砖本身的导热系数,而导热系数越小,墙体的保温效果就越好。因此,采用空心砖更能起到保温的作用。其实,在建筑设计方面,建筑保温是一项重要的考虑因素。除了砖以外,其它的例如地面保温、室内墙体保温、屋顶、外墙保温,应用非常广泛。地板下铺的挤塑板,外墙中的岩棉,这些都是重要的建筑保温材料,这些材料往往具有多孔结构,有些材料的孔隙率甚至超过99%,其目的也是利用空气的导热系数远低于固体,达到保温隔热的效果。

   
(4)制冷剂特性对蒸发器传热影响。制冷剂沸腾(汽化)时的散热强度、制冷剂的导热系数大小及流速都会直接影响蒸发器的传热性能。制冷剂沸腾时散热强度随受热表面温度与饱和温度之差的增大而增高。K值增大则传热面积可相应减小。冷柜中制冷剂流速大则传热系数也大。R134a传热效率比R12差,也稍差于R600a,而R12的传热效率最好。

1822年,傅里叶发表《热的解析理论》,正确概括了导热的实验结果,被称为“傅里叶定律”,公式如下:

 

18世纪至19世纪初,英国化学家布莱克提出“热素说”,认为热是一种没有质量,没有体积的流体物质,热素可以进入一切物体内部,物体含有热素越多,温度就越高,反之则越低。这显然是一种错误的解释,因为它不能解释摩擦生热的现象。

   
(2)空气对流速度对传热的影响。通过蒸发器表面的空气流速越高,传热效率越高。直冷式冷柜是靠空气自然对流冷却,如果食品之间和食品与柜内壁之间没有适当的间隙,而挤得很满、很紧,空气就不能正常对流,因而降低了蒸发器传热效率。强迫对流冷却的蒸发器,风速过低或风道不畅都会使传热效率越低。

问题2:为什么要及时清除冰箱里的结霜,否则耗电量会增加?

   
(1)霜层及污垢等对传热的影响。蒸发器是通过金属表面对空气进行热交换的。金属的导热率很高,例如:铝的导热系数为203W/(m.K),铜为380W/(m·K),但冰和霜的导热系数分别为2.3W/(m·K)和0.58W/(m·K),要比铜和铝低数百倍。冷柜价格所以蒸发器往面结有较厚的冰或霜时,传热效率就要大为降低。尤其是强近对流的翅片盘管蒸发器,霜层的积蓄将导致翅片间隙缩小甚至堵塞风道,使冷风不能循环,会导致冷柜工作失常。

热辐射过程的特点是,它是自然界各种物质通过电磁波的形式传递热量的一种方式,这种方式与传导和对流不同的特点是不需要介质,真空条件也可以进行热辐射,其热辐射的能力取决于物体的温度。

1900年,普朗克提出了“能量子”假说,即认为能量并不是连续的,而是一份一份的传播。

19世纪末,斯特潘和玻尔兹曼建立了著名的斯特潘——玻尔兹曼定律,即黑体辐射力与绝对温度的四次方成正比的规律。

唠完了导热系数的研究历史,相信大家对它有了一个初步的了解,接下来我们就要进入今天的重头戏了——开篇提到的几个生活现象,到底跟导热系数有着怎样的关系呢?想知道的小伙伴们,跟着一起往下看吧!

1798年,伦福特钻炮筒大量发热试验和1799年的戴维用两块冰摩擦生热转化为水的实验,推翻了这一假说,确立了热源来源于物体本身内部的运动。

他推导的导热微分方程是导热问题正确的数学描写,成为求解大多数工程导热问题的出发点。因此,傅里叶被公认为导热理论的奠基人。

1921年,波尔豪森在流动边界层概念的启发下又进行了热边界层的研究。1930年,他与施密特与贝克曼合作,成功求解了竖壁附近空气的自然对流传热。

1880年,雷诺提出一个无量纲的物理群(雷诺数)概念,1880-1883年间,雷诺进行了大量实验,发现管内流动层流向湍流的转变发生在雷诺数1800~2000之间,该发现对指导实验研究具有重要意义。

1823年,维纳提出流动方程可以适用于不可压缩的流体,该方程1845年经斯托克斯完善,建立了流体流动的基本方程。

1909年和1915年,努赛尔发表两篇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原则关系。

美高梅4688网址,对这个问题的解释,首先很自然的想到太阳晒过后,棉被变暖和,是因为太阳光(电磁波)的辐射传热。可是,如果是在冬天的早上,没有阳光或者阳光不强的时候,为什么通过拍打棉被也可以使得棉被变暖和呢?

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