熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的宏觀規(guī)律與微觀機(jī)理

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熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的宏觀規(guī)律與微觀機(jī)理

摘要：熱傳導(dǎo)是個十分重要的物理過程，在生活和生產(chǎn)中有著普遍的應(yīng)用。本文從宏觀和微觀上分析了熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律和微觀機(jī)理，介紹傅里葉定律，最終指出了其在生活生活中的應(yīng)用。

（3）氣體

氣體T增大，?增大。在尋常壓力范圍內(nèi)，p對?的影響一般不考慮。氣體不利用導(dǎo)熱，但可用來保溫或隔熱。固體絕緣材料的導(dǎo)熱系數(shù)之所以小，是由于其結(jié)構(gòu)呈纖維狀或多孔，其空隙率很大，孔隙中含有大量空氣的起因。一般來說，?(金屬固體)>?(非金屬固體)>?(液體)>?(氣體)。?的大約范圍：?(金屬固體101～102W/(m·K))、?(建筑材料10-1～100W/(m·K))、?(絕緣材料10-2～10-1W/(m·K))、?(液體10-1W/(m·K))、?(氣體10-2～10-1W/(m·K))。

4.熱傳導(dǎo)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

由熱力學(xué)其次定律可知，凡是有溫差的地方就有熱量傳遞。傳熱不僅是自然界普遍存在的現(xiàn)象，而且在科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中都有很重要的地位，與化學(xué)工業(yè)的關(guān)系尤為密切。工業(yè)上有大量以熱傳導(dǎo)為主的傳熱過程，如橡膠制品的加熱硫化、鋼鍛件的熱處理等。在窯爐、傳熱設(shè)備和熱絕緣的設(shè)計計算及催化劑顆粒的溫度分布分析中，熱傳導(dǎo)規(guī)律都占有重要地位。在高溫高壓設(shè)備（如氨合成塔及大型乙烯裝置中的廢熱鍋爐等）的設(shè)計中，也需用熱傳導(dǎo)規(guī)律來計算設(shè)備各傳熱間壁內(nèi)的溫度分布，以便進(jìn)行熱應(yīng)力分析。化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)尋常是在一定的溫度下進(jìn)行的，為此需向反應(yīng)物加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋欢磻?yīng)后的產(chǎn)物常需冷卻以移去熱量。在其他單元操作中，如蒸餾、吸收、枯燥等，物料都有一定的溫度要求，需要參與或輸出熱量。此外，高溫或低溫下操作的設(shè)備和管道都要求保溫，以便減少它們和外界的傳熱。近十多年來，隨能源價格的不斷上升和對環(huán)保要求增加，熱量的合理利用和廢熱的回收越來越得到人們的重視。化工對傳熱過程有兩方面的要求：

（1）加強傳熱過程：在傳熱設(shè)備中加熱或冷卻物料，希望以高傳熱速率來進(jìn)行熱量傳遞，使物料達(dá)到指定溫度或回收熱量，同時使傳熱設(shè)備緊湊，節(jié)省設(shè)備費用。

（2）減弱傳熱過程：如對高低溫設(shè)備或管道進(jìn)行保溫，以減少熱損失。

一般來說，傳熱設(shè)備在化工廠設(shè)備投資中可占到40%左右，傳熱是化工中重要的單元操作之一，了解和把握傳熱的基本規(guī)律，在化學(xué)工程中具有很重要的意義。

結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和交織學(xué)科研究的進(jìn)展，在不遠(yuǎn)的將來熱傳導(dǎo)可望取得較大進(jìn)展并獲得工程應(yīng)用。依靠物質(zhì)的分子、原子或電子的運動（包括移動和振動），使熱量從物體的高溫部位向低溫部位傳遞的過程，是熱量傳遞的三種基本方式