第1章 传热学导论

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1、第1章传热的基本规律Prof.HongfeiZhengBeijingInstituteofTechnology传热学的主要内容热传导与傅里叶定律1热对流与牛顿冷却定律2热辐射与斯蒂芬-玻尔兹曼定律3复合传热过程4第一章绪论热科学：研究热现象的科学3热科学传热学热学制冷与低温燃烧学工程热力学Section1传热学绪论一、关于传热学（HeatTransfer）传热学是一门研究热量传递过程的一门学科热量传递的机理、规律、计算和测试方法热量传递过程的推动力：温差热力学第二定律：热量可以自发地由高温热源传给低温热源5有温差就会有传热二、传热学与工程热力学的关系工程热力学：热能的性质、热能与机械能及其他形

2、式能量之间相互转换的规律热力学第一定律：热力学第二定律：传热学：热量Q传递过程的规律传热学以热力学第一定律和第二定律为基础，即：热量Q的传递始终是从高温物体向低温物体传递；在热量传递过程中若无能量形式的转换，则热量始终保持守恒热力学研究平衡态，没有时间的概念；传热学研究过程和非平衡态，关注单位时间内传递的热量热力学是关于状态的科学；传热学是关于过程的科学。6热力过程的方向性三、传热学与工程热力学研究的问题不同7水，m220oC铁块，m1300oC热力学：Tm,Q传热学：过程热量传递的速率四、传热学研究问题的分类传热速率的设计及控制强化传热弱化传热温度分布及控制稳态或非稳态传热汽车内燃机冷却水箱

3、杜瓦瓶Section2热量传递的基本方式物体之间的关系与传热方式一、热传导（简称导热）定义：温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象11通过固体或静止流体间的传热以导热为主。导热是固体内部传热的唯一方式。比如，当固体物质两面的温度不同时，就有热量流过固体.q1822年，法国数学家傅里叶（Fourier）研究发现，单位面积上导热速率（热流密度）的大小可用下式表示：是温度差；是热量传递的距离；是与导热物质有关的参数，叫热导系数。二、热对流（简称对流）定义：有温差存在时，由于流体流动（宏观或微团流动）引起的热量传递。14对流换热

4、的分类对流换热按照不同的原因可分为多种类型按流动起因，分为：强制对流和自然对流按是否相变，分为：相变对流换热（凝结和沸腾）和无相变对流换热15对流换热：流体流过温度不同的固体壁面时，流体和固体壁面间的换热（工程上感兴趣）。当，最简单的情况，用下式计算其中，h是对流换热系数，w/m2；A是换热面积,m2。上式是指由表面至运动流体间的换热。称为：牛顿冷却定律h是计算对流换热量的关键参量，与许多因素有关。三、热辐射（简称辐射）定义：物体由于热的原因向外发出辐射能的现象辐射换热：物体之间以辐射的形式交换热量18万物生长靠太阳§1-2热量传递的基本方式辐射换热的特点不需要冷热物体的直接接触，即：不需要介

5、质的存在，在真空中就可以传递能量，而且最有效在辐射换热过程中伴随着能量的转移和能量形式的转换，物体热力学能电磁波能物体热力学能高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量；总的结果是热量由高温传到低温动态平衡19绝对黑体发射热辐射的能力为：为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，A为发射面积。实际物体要更低：（为黑度<1）Section3复合传热（1）流体中也有导热。（甚至是纯导热）实际传热多是几种传热方式的组合及相互作用的结果热面冷流体q太阳池─一种太阳能利用的新装置太阳光热流体q（2）传质也能带动传热：蒸发冷凝蒸发、辐射、对流及传导之间耦合传热qeqrqcqw流体复合传热过程流体对流传热到

6、固体表面；通过固体导热传热到另一面；再对流传热给另一方流体。四、传热过程综合实例分析1.分析在房间内，人身体表面都有哪些传热方式？26§1-2热量传递的基本方式2.对下面三种太阳能热水器集热管元件的换热情况进行分析。27太阳能玻璃罩太阳能空气太阳能真空§1-2热量传递的基本方式3.暖气片散热过程分析。28h1,tf1h2,tf2课程说明参考书教材：传热和传质基本原理，葛新石，叶宏译，2007《传热学》杨世铭、陶文铨编著《传热学》章熙民、任泽霈等编著符号说明：(1)传热速率、传热量，Q,Ф,q…..（单位：W）(2)热流密度，传热密度，q，…..（单位：）(3)温度，T,t(4)时间，τ29Th

7、ankYou!