heat flow

定義：以傳導或對流方式傳送熱能的現(xiàn)象，或單位時間內以傳導或對流方式傳送的熱能。標準單位是瓦特。

學科：地球物理學_地熱學_理論地熱學

相關名詞：傅里葉定律 熱流密度 熱傳導 溫度梯度

【延伸閱讀】

熱流是指在導熱物體中單位時間內通過垂直于傳熱方向某一截面的熱量。它描述了熱量在物體內部的傳遞效率。熱流的產(chǎn)生源于物體內部溫度的不均勻分布，熱量總是自發(fā)地從高溫區(qū)域流向低溫區(qū)域。這一現(xiàn)象遵循傅里葉定律，即熱流密度與溫度梯度成正比。在機械工程中，熱傳導是熱流的主要形式之一，它依賴于物質內部微觀粒子的熱運動，通過分子間的碰撞傳遞能量。在機械設計中，合理選擇熱導率高的材料，可以有效降低機械部件的溫度梯度，減少熱應力，提高機械系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

在機械工程中，冷卻系統(tǒng)是保證機械部件正常工作溫度的關鍵。例如，在汽車發(fā)動機中，冷卻液通過熱傳導和對流的方式帶走發(fā)動機產(chǎn)生的熱量，防止發(fā)動機過熱。冷卻系統(tǒng)的設計和優(yōu)化需要考慮熱流分布、散熱面積、冷卻介質的選擇和流動路徑等多個因素，以確保發(fā)動機的高效運行和長壽命。機械部件在高溫環(huán)境下工作，會產(chǎn)生熱應力和熱變形。這些熱效應會影響機械部件的精度、強度和可靠性。通過熱流分析，可以預測和控制機械部件的溫度分布和熱應力，從而優(yōu)化部件的設計，減少熱變形，提高機械系統(tǒng)的整體性能。在能源工程中，熱流分析被廣泛應用于地熱、太陽能等新能源的利用方式和效率研究中。通過優(yōu)化熱流傳遞路徑和提高熱轉化效率，可以實現(xiàn)更高效、更環(huán)保的能源利用。

隨著計算機技術的發(fā)展，熱流分析的方法和技術得到了極大的提升，數(shù)值模擬和實驗驗證成為熱流分析的重要手段。數(shù)值模擬方法，如有限元分析（FEA）和計算流體動力學（CFD），可以模擬機械系統(tǒng)中的熱流傳遞過程，預測溫度分布和熱應力，降低設計成本與縮短設計周期；實驗驗證則通過實際測量溫度、熱流密度等參數(shù)，驗證數(shù)值模擬結果的準確性。

（延伸閱讀作者：廣東科技學院機電工程學院 黃志維）

責任編輯：張鵬輝