[科普中国]-热量流率

热量流率所属现代词，指的是以往用截面平均剪切率或湍流时的管壁剪切率衡量流体管流的剪切历史，根据能量耗散率与剪切率的关系。

概述按流体的体积平均能量耗散率计算流体平均剪切率的方法，即根据流体的密度、平均流速、管道直径、流动的摩擦因子或摩阻压降以及流变参数计算牛顿流体和幂律流体管流的平均剪切率。

功效对于湍流，按方法计算的平均剪切率能合理地度量流体的平均剪切历史。在原油管道正常运行的雷诺数范围内，按截面平均方法计算的湍流剪切率比按体积平均能量耗散率计算的结果约偏低20%－40%。

热流率热流率表示单位时间内，通过传导，对流，辐射的方式穿过给定表面传输的热量，也称为热流量。常表示为Φ，国际单位为瓦特 (W)，英制单位为BTU/sec。这是一种热学上荷载，即热量，相当于功率。如果大于零，表示热量流入，物体获得热量，反之，热量外流。

传热学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，因后者只讨论在平衡状态下的系统。这些附加的定律是以3种基本的传热方式为基础的，即导热、对流和辐射。 传热学是研究不同温度的物体或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。

在工程领域，传热学通常与热力学一起被称为热科学。

相关研究用截面平均剪切率或湍流时的管壁剪切率衡量流体管流的剪切历史 ，有不当之处1。

根据能量耗散率与剪切率的关系 ，提出了按流体的体积平均能量耗散率计算流体平均剪切率的方法 ，即可根据流体的密度、平均流速、管道直径、流动的摩擦因子或摩阻压降以及流变参数计算牛顿流体和幂律流体管流的平均剪切率。

对于湍流 ，计算的平均剪切率能合理地度量流体的平均剪切历史。

根据流体流动的能量耗散率与剪切率的关系 ,提出了通过搅拌的轴功率计算搅拌槽全槽流体平均剪切率的方法。针对牛顿流体和幂律流体 ,提出了全槽平均剪切率的计算式。

以实验室用的一个小型搅拌系统为例 ,使用所提出的方法 ,建立了槽内流体平均剪切率与搅拌转速、流体体积、幂律流体稠度系数及流动特性指数关系的经验数学模型2。

该模型预测的结果与直接由实测扭矩计算的平均剪切率相当接近。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所