理想气体的热力过程

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1、高等传热传质学1导热理论和导热微分方程2稳态导热3非稳态导热4凝固和熔化时的导热5导热问题的数值解6对流换热基本方程7层流边界层的流动与换热8槽道内层流流动与换热9湍流流动与换热10自然对流11热辐射基础12辐射换热计算13复合换热参考资料：1高等传热学贾力等[著]高等教育出版社200372.54/10402高等传热学:热传导和对流传热与传质杨强生,浦保荣编著上海交通大学出版社200072.54/4712-1.23高等传热学张靖周编著科学出版社2009TK124/344高等传热学程俊国等编重庆大学出版社199172.54/26265高等传热学:导热与对流的数理解析孙德兴编著中

2、国建筑工业出版社2005TK124/56高等传热学.第2版贾力,方肇洪高等教育出版社2008TK124/287高等传热学学习指导及典型题精解张强编著西安交通大学出版社200172.54/1216考核要求：1作业：40%2读书笔记：30%3论文：30%Chapter1理想气体的热力过程1.1导热基本方程1.2固体导热问题的数学描述1.3各向异性材料中的导热②热流向量a)Fourier定律：b)热流量：c)导热系数：热流向量：最大热流密度的方向，大小为该方向上的热流密度λ为材料的导热系数柱坐标系中的形式新材料、节能、导热系数现行国家标准(GB4272—92)规定：平均温度在350

3、℃以下，导热系数低于0.12时，这种材料称为保温材料。c)导热系数：各种物质的导热系数相差很大，原因在于不同的物质其导热机理存在着差异。同一种物质的导热系数是物质温度和压力的函数。工程计算采用的各种物质的导热系数都是用专门实验测定出来的，物质的导热系数值可以查阅相关文献。1.2固体导热问题的数学描述①积分形式的方程静止时：静止的固体：例：变截面直肋的导热微分方程假设：稳态传热、无内热源和辐射②微分形式的方程导热微分方程常物性下的扩散方程对超低温或极短时间加热时的修正Fourier方程PoissonequationLaplaceequation③曲线坐标系中的导热微分方程柱坐标

4、系中的导热微分方程柱坐标系中的Laplaceequation④导热单值性条件几何条件、物理条件、时间条件、边界条件a)第一类边界条件：b)第二类边界条件：c)第三类边界条件：1.3各向异性材料中的导热①广义Fourier定律②导热微分方程a)直角坐标系下的导热微分方程：根据张量定义，在不同坐标系中的张量有以下关系：③坐标变换根据张量性质，存在主值，使得：与该主值对应的坐标系称为主轴坐标系，在主轴坐标系内有：a)已知任一坐标系的导热系数，求主值和主轴坐标系：b)已知主值和主轴坐标系，求任一坐标系的导热系数：④例：作业：1)假设球坐标系的坐标轴为导热系数的主轴，推导球坐标系下的非

5、稳态导热方程。2)推导：各向同性材料在球坐标系下的非稳态导热方程。3)证明：各向异性材料的导热系数张量λij是对称张量。离散Fourier展开×对流项迎风差分FUD节点I+1节点i节点I－1中心差分和迎风差分的比较②Helmholtz方程方程的简化理想、质量力有势、正压流体：③Helmholtz方程中各项的物理意义3.3Kelvin定理①环量与涡通量运动粘性系数②Kelvin定理:3.4Langrange定理Langrange定理:绪论一、传热学的研究内容热量传递的具体方式、传热速率大小及其影响因素。⑴传热的三种基本方式及各自的规律；⑵工程中实际传热过程的规律；⑶提出控制传热

6、（强化传热和削弱传热）的基本方法。工程热力学从理论上分析热力系统的状态、能量传递和迁移的多少以及系统的变化方向与性能的好坏。但是，能量是以何种方式传递和迁移？传递和迁移的速率如何？以及能量状态随时间和空间的分布如何？热力学都没有给予回答。在研究热量传递方面，传热学注重传热速率及其影响因素的研究。其中引入了时间的概念，强调热量传递是需要时间的。控制传热是学习和研究传热学的最终目的。传热速率用热流量Φ（W）和热流密度q（）描述，且Φ=qA，A为传热面积。应注意将热流量Φ与热力学中的热量Q区别开来，后者的单位是J。二、传热学的研究方法传热学的研究方法主要有：理论分析方法；实验研究方

7、法；比拟(类比)方法；数值计算方法理论分析方法将所研究问题的基本物理特征和具体规律用一个理想化的数学模型表述出来，并选择适当的数学方法进行求解。常用的数学解析方法一般可分为精确解法(即直接求解常微分方程或者偏微分方程)和积分方程近似解法两大类。实验研究方法由于传热现象的复杂性，有相当多的工程问题尚无法用上述理论解析法求得结果。所以，迄今为止实验仍是解决众多工程传热问题不可缺少的重要手段。传热过程中的变量，即影响因素很多，相互间的关系错综复杂，因此做实验必须在正确的理论指导下进行，这个理论就是“相似理论”