在真空中,热量主要通过辐射传递。
这种传热模式涉及从热体发射电磁波。
这些波可以穿过真空并被另一个物体吸收,从而传递热量。
与需要介质来传递热量的传导和对流不同,辐射可以在没有任何材料介质的情况下发生。
真空中发生什么传热? 5个要点解释
1. 真空辐射
辐射是真空中唯一有效的传热方式。
这是因为在没有介质的情况下,传导和对流都不会发生。
传导涉及当颗粒振动时通过固体介质传递热量并将能量传递给相邻颗粒。
对流涉及流体颗粒将热量从一处带到另一处的运动。
在真空中,没有颗粒进行热量传导或对流,辐射成为传热的唯一机制。
2. 辐射机理
所有高于绝对零温度的物体都会发出热辐射。
这种辐射以电磁波的形式存在,主要在大多数陆地温度的红外光谱中。
辐射传热速率受斯蒂芬-玻尔兹曼定律支配。
该定律指出,黑体(吸收所有入射电磁辐射的理想化物理体)每单位表面积辐射的总能量与该体热力学温度的四次方成正比。
这意味着辐射传热速率随着温度的升高而显着增加。
3、在真空炉中的应用
在真空炉等工业应用中,热量通过加热元件的辐射传递到工作负载(被加热的材料)。
由于辐射传热的温度依赖性,该方法非常有效,尤其是在高温下。
对于较低温度,可以通过将惰性气体引入炉中来补充对流加热,以提高传热速率。
4. 真空电加热
真空条件下的电加热对于干燥、高纯度加工和其他真空加热应用等过程至关重要。
真空环境有助于排气并降低截留液体的沸点,有利于从材料中去除挥发性成分。
然而,缺乏介质也会导致液体冻结等问题,从而使过程复杂化。
5. 真空热处理
真空热处理是在真空环境下高温硬化金属的方法。
此过程可防止氧化和其他可能改变金属特性的不良化学反应。
真空提供了惰性环境,这对于保持金属工件的完整性至关重要。
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