熱轉移機理（Mechanisms of heat transfer），專討論熱轉移的方式。熱轉移是熱工程的一門學科。它涉及熱的產生，套用，轉變和物理系統間，熱及熱能的交換。熱轉移機理可分為二大類：1.單相熱轉移，包括：熱傳導，對流和輻射。2.相變熱轉移；如水到冰，水到氣，沸騰和凝聚等。
基本介紹
- 中文名：熱轉移機理
- 外文名：Mechanisms of heat transfer
- 定義：專討論熱轉移的方式
- 類別：科學
概述,縱覽,機理,熱傳導,熱對流,熱輻射,水平對流,相變,沸騰,凝聚,
概述
熱轉移機理（Mechanisms of heat transfer）專討論熱轉移的方式。熱轉移是熱工程的一門學科，它涉及熱的產生，套用，轉變和物理系統間熱及熱能的交換。熱轉移可分為二種類型不同機理：單相熱轉移，如熱傳導，對流輻射和相變的能量轉移。工程師也考慮無論熱或冷的不同化學樣品質量轉移而達到熱轉移。這些機理各有自己的特點；它們可常常在同一系統內發生。
當熱液體流（氣或液體）動時就發生熱對流。液流可受外部過程驅動。或有時（在下）熱能膨脹引起的浮力的驅動。這會影晌它們的轉移。後面的過程稱為“自然對流”，所有對流過程都部份伴隨擴散和另一種強迫對流。在此情況下，液體受泵，風扇或其它機械方法驅動而被迫流動
縱覽
在物理中，熱定義為熱能轉移過熱動力學系統確定的邊界。它具有過程的特性，而不是包含在物質內統計的數量。但在工程的範圍內不顧熱轉移的特性；把熱和熱能作為同義語。
工程中熱轉移的方法包括傳導，對流和輻射。物理定律描述這些方法中每一種的行為和特性。真實系統常有這些過程的複雜結合。許多學科都用熱轉移的方法；如機動工程，電器件和系統電管理，氣候控制，絕緣，材料加工,和動力廠工程。
已發展了各種數學方法解決或近似系統熱轉移結果。熱轉移是過程函式（過程量），與其相對的是狀態量。因此，在系統狀態變化的熱力學過程中熱轉移量與過程怎樣發生，不僅只依賴於這過程的初始態和最後狀態的不同。熱通量是代表熱流通過一表面的方向量
熱轉移是一般化學工程的部分課程或機械工程的全修課程。熱力學定律對熱轉移機理是基本的。其它與熱轉移有關的課程包括能量對流，熱流和質量轉移。
機理
熱轉移的基本模式是：
傳導或擴散：物體間能量轉移要求物理接觸。
對流：一個物體與它環境間的能量轉移由流體的運動。
輻射：通過電磁輻射使能量轉移出去或從另一物體轉移進來。
水平對流：含有能量物體發生物理移動的伴隨效應。
熱傳導
從微觀看，當熱，運動很快的原子和它鄰近原子和分子接觸時，就發生熱傳導，轉移一些它們的熱能到鄰近顆粒。傳導是固體內或固體熱接觸時的最重要方式。液體，特彆氣體傳導較少。
熱對流
熱對流是由於液體運動，是熱從一地轉移到另一地的形式，是熱通過質量轉移而轉移的主要形式。在許多物理情況下；例如，固體表面和液體間。熱對流是液體和氣體的一般熱轉移主要形式。
熱輻射
熱輻射是由物質發射電磁波導致的熱轉移。在絕對零度之上，物質都會發射電磁波。熱輻射可在沒有物質的真空中進行。熱輻射是物質內原子和分子無規運動的結果。這些原子和分子由帶電粒子組成，它們運動導致電磁輻射發射。把能量從表面帶走。
水平對流
物質，能量及熱能由於熱或冷物體從一處移到另一處而被帶走。如燒一壺水，熱能由壺底轉移到壺面。
相變
在介質中通過相變發生熱轉移，水到冰，水到氣，或冰到水等相變過程都伴隨有熱轉移。
沸騰
在沸騰液體中熱轉移是複雜的，但對技術套用是重要的。
低溫無沸騰出現，熱轉移率由單相機制控制。當表面溫度增加，區部出現沸騰，蒸氣泡成核，長大進入周圍冷液體，並收縮。次冷核沸騰，這是很有效的熱轉移機理。高泡率時，泡間出現干涉，表面溫度增加不快；溫度再高，出現最大熱通。溫度下降的過程更不易研究。
凝聚
蒸氣遇冷，改變它的相到液體就發生凝聚。和沸騰一樣，凝聚在工業中也是很重要的。在凝聚過程中，蒸氣的潛熱必定要放出，其量與相同壓力下液體氣化所吸的熱相同。
凝聚有幾種類型：
形成霧時，均勻凝聚
與次冷液體直接接觸時凝聚
與冷璧或熱交換器直接接觸時的凝聚。這是工業套用最一般的模式。
當液體膜在次冷表面形成時，造成膜凝聚。
當次冷表面形成液滴時，造成液滴形式凝聚。而一般發生在液體不潤濕表面時，液滴凝聚難於穩定維持；所以工業設備通常設計為膜式凝聚模式。
