熱對流
簡介
【熱對流】(heat convection)是指熱量通過流動介質(zhì),由空間的一處傳播到另一處的現(xiàn)象,所以又稱自由對流或自然對流。大氣中的熱對流是由于大氣的水平受熱不均勻所引起的空氣的一種小尺度鉛直運動。
火場中通風(fēng)孔洞面積愈大,熱對流的速度愈快;通風(fēng)孔洞所處位置愈高,熱對流速度愈快。熱對流是熱傳播的重要方式,是影響初期火災(zāi)發(fā)展的最主要因素。影響熱傳導(dǎo)的主要因素是:溫差、導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)熱物體的厚度和截面積。導(dǎo)熱系數(shù)愈大、厚度愈小、傳導(dǎo)的熱量愈多。
(1)定義或解釋物質(zhì)(系統(tǒng))內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移的過程叫做熱傳遞。
(2)說明熱傳遞是通過熱傳導(dǎo)、對流和熱輻射三種方式來實現(xiàn)。在實際的傳熱過程中,這三種方式往往是伴隨著進(jìn)行的。
熱傳導(dǎo)
熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分或由一個系統(tǒng)傳到另一系統(tǒng)的現(xiàn)象叫做熱傳導(dǎo)。熱傳導(dǎo)是固體中熱傳遞的主要方式。在氣體或液體中,熱傳導(dǎo)過程往往和對流同時發(fā)生。各種物質(zhì)的熱傳導(dǎo)性能不同,一般金屬都是熱的良導(dǎo)體,玻璃、木材、棉毛制品、羽毛、毛皮以及液體和氣體都是熱的不良導(dǎo)體,石棉的熱傳導(dǎo)性能極差,常作為絕熱材料。
對流
液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通過循環(huán)流動使溫度趨于均勻的過程。對流是液體和氣體中熱傳遞的特有方式,氣體的對流現(xiàn)象比液體明顯。對流可分自然對流和強(qiáng)迫對流兩種。自然對流往往自然發(fā)生,是由于溫度不均勻而引起的。強(qiáng)迫對流是由于外界的影響對流體攪拌而形成的。 加大液體或氣體的流動速度,能加快對流傳熱。
熱輻射
物體因自身的溫度而具有向外發(fā)射能量的本領(lǐng),這種熱傳遞的方式叫做熱輻射。熱輻射雖然也是熱傳遞的一種方式,但它和熱傳導(dǎo)、對流不同。它能不依靠媒質(zhì)把熱量直接從一個系統(tǒng)傳給另一系統(tǒng)。熱輻射以電磁輻射的形式發(fā)出能量,溫度越高,輻射越強(qiáng)。輻射的波長分布情況也隨溫度而變,如溫度較低時,主要以不可見的紅外光進(jìn)行輻射,在500℃以至更高的溫度時,則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射。熱輻射是遠(yuǎn)距離傳熱的主要方式,如太陽的熱量就是以熱輻射的形式,經(jīng)過宇宙空間再傳給地球的。
形成及特點
局地?zé)崃Σ痪鶆蛐允沟每諝鈮K的密度在水平方向同四周空氣密度出現(xiàn)差異,從而產(chǎn)生阿基米德浮力,使空氣快發(fā)生鉛直運動。這種對流活動的生命期由幾秒鐘到幾十分鐘不等,是一種小尺度運動,但其中垂直速度很大,可達(dá)每秒幾米。熱對流的流場常呈渦環(huán)狀,在主渦環(huán)的上下左右都有可能發(fā)展出一些次生的渦環(huán)。
