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1传热学的应用传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析，传热不仅是常见的自然现象，而且广泛存在于工程技术领域。我们的生活中就有很多传热学的例子，而且就是我们每天都会碰见的事，这时在我们了解了传热学我们就可以用传热学的知识来解释这种现象或事情。我们许多人都喜欢在冬天有暖暖阳光时晒被子，我们都会深有体会，冬天经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来会觉得很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。这就可以用传热学的知识来解释，棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小，具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。我们还会觉得奇怪的一件事那就是冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自然对流换热。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。在冬季的晴天，白天和晚上空气温度相同，但白天感觉暖和，晚上却感觉冷。白天和晚上人体向空气传递的热量相同，且均要向温度很低的太空辐射热量。但白天和晚上的差别在于：白天可以吸收来自太阳的辐射能量，而晚上却不能。因而晚上感觉会更冷一些。夏季在维持20℃室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季保持在22℃的室内工作时，为什么必须穿绒衣才觉得舒服？首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高，因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。而冬季室外气温比室内气温低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此，尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。我们国家北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜，、为什么霜会结在树叶上表面？这是因为清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表面的温度低于摄氏零度，而地球表面温度一般在零度以上。由于相对树叶下表面来说，其上表面需要向太空辐射更多的能量，所以树叶下表面温度较高，而上表面温度较低且可能低于零度，因而容易结霜。在化学和石油化学工业领域内，使用着大量各式各样的传热和传质设备。从一定意义上说，该领域是换热设备门类最齐全、形式最多的一个行业。许多化工工艺流程中都包含各种加热器和冷却塔，还有一些化学反应本身就是生热或吸热过程。在稠油的“热采”，原油的炼制和油品的远距离输送以及化纤、化肥的生产工艺中，传热都是非常关键的因素。因为油自身物理性质的关系，它的对流换热表面传热系数往往比较低，所以强化油侧的对流换热具有非常大的经济效益。化工传热过程往往具有如下一些基本特点：(1)参与换热的介质成分多而复杂，一般都在三四种以上；(2)常常与传质过程结合在一起；(3)经常涉及多相流(汽液、气固、液固，甚至汽液固三相)和非牛顿流体。冶金工业的总能耗占全国工业总能耗的大约15％，其中炼铁、轧钢和有色金属的电解冶炼等是耗能最多的部门。冶金工业中存在大量高温加热或燃烧过程，要提高现有设备的热利用率，同时积极开发新的节能、节水型设备，不断提2高余热，尤其是在冶金工业中占据重要地位的高温固态余热(如固态炉渣、红焦等)的利用水平，都离不开传热学的基本原理和有关知识。例如，若把大量采用的水冷却改为蒸发冷却，不仅可以大幅度提高余热资源的品位，而且还能大量节水，并消除对周围水域的热污染。再如轧钢加热炉，国外先进设备的送风温度达到650℃以上，热效率为62％。而我国加热炉较高的风温才500℃多一些，大量的在300℃以下，热效率仅40％左右。要想降低燃料消耗，提高热效率，就必须设法回收加热炉的高温气态余热资源，这只有通过根据传热原理设计制造出各种高效适用的余热回收装置才能实现。在建筑和建材工业领域里，建筑物的节能、采光和通风等均与传热关系很密切。建筑材料像水泥、建筑砖瓦、玻璃和卫生陶瓷等，大量使用高温炉窑焙烧工艺，能耗极高而能效很低。问题主要出在排烟温度过高(很多水泥窑的排烟温度仍在800℃以上)，产品出炉时的余热未予利用(水泥熟料出炉时的温度达到1000—1300℃！每公斤水泥熟料有800kJ可利用的余热)以及炉窑保温不良，热泄漏严重等几方面。要解决这些问题，同样必须运用传热原理改造或更新现有设备，同时大力推广采用新型绝热材料。传热学科在很多高技术领域里同样发挥着重要的和无法替代的作用。人类征服天空和宇宙空间的不懈努力以及所取得的巨大成果，是当今世界上各领域高技术、新材料研究最集中的体现。其中传热学所起的作用功不可没。据美国航空和宇宙航行局(NASA)所作的技术分析，美国航天飞机的技术关键只有一个半，这半个是大推力的液氢—液氧火箭发动机(其中自然与传热有密切的关系)，而那一个关键则是所谓“热防护系统”(TPS)，即指以航天飞机外表面的防热瓦为主的整个热防护结构。它被视为可反复使用的航天飞机成败的最大关键。之所以把热防护系统提到如此重要的地位，是由于航天飞机极端复杂的气动热环境以及要求该防热系统必须能够重复使用造成的。举几个数字为证：航天飞机在地球轨道上将反复地经受因太阳直接辐照产生的高温和进入地球阴影时面对接近0K的宇亩空间导致的低温，变化范围达到-157—55℃，同时还要经受1.33×10-4Pa的高真空环境；在以7.5km/s的速度从120km高度重返地球大气层时，飞行器表面的热流密度大约达到2.5×105W／m2，机翼前缘和头锥帽上的温度高达1650℃！除此之外还必须能够经受太阳紫外线、高能粒子和微陨石可能的撞击。在这样严酷的情况下要能够保证飞行安全，内部的人员、设备不受任何干扰，必须采取特殊有效的热防护措施，为此先后研制成功并投入使用的第一代低温陶瓷防热瓦(LRSI)LI—900、第二代高温陶瓷防热瓦(HRSI)LI—2200以及较晚研制成功的由氧化硅纤维和氧化铝纤维组成的第二代陶瓷瓦HTP是这一系统的核心。现在在科技高速发展的时代，传热学不仅能解释生活中的现象，还被用到了许多工程中。传热学也面临着很大的考验，也遇到了很多难题，但同时也与许多学科结合得到了更大的发挥，所以我们应学好传热学。