《传热学》第四版 热传导复习ppt课件.ppt

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1、传热学热传导复习传热学是研究热量传递规律的学科热量传递过程的推动力：温差传热学研究过程和非平衡态时间是重要参数热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射热传导定义：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称导热。特点：必须有温差物体直接接触依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量不发生宏观的相对位移导热基本定律—傅立叶定律热流量热流密度（面积热流量）导热系数负号单位时间内通过该层的导热热量与当地的温度变化率及平板面积A成正比热量传递的方向与温度升高的方向相反单位时间内通过某一给定面积的热量单位时间内通过单位面积的热量表征材料导热性

2、能优劣的参数热物性参数热对流热对流定义：是指由于流体的宏观运动，从而使流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。自然界不存在单一的热对流。对流换热：流体流过一个物体表面时的热量传递过程，称为对流换热。对流换热的特点：必须有流体的宏观运动，必须有温差；必须有直接接触（流体与壁面）；不是基本的热量传递方式。对流换热的基本规律-牛顿冷却公式表面传热系数（对流换热系数）当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量表征对流换热过程强弱的物理量热辐射热辐射定义：因热的原因而发出辐射能的现象。辐射换热定义：辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行的物

3、体间的热量传递称辐射换热。辐射换热的特点：不需要物体直接接触；在辐射换热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能量形式的转化；只要温度大于零就有能量辐射；物体的辐射能力与其温度性质有关。热辐射的基本规律-斯蒂芬-玻尔兹曼定律黑体：能全部吸收投射到其表面辐射能的物体。或称绝对黑体。斯蒂芬-玻尔兹曼常数（黑体辐射常数）发射率（黑度）黑体的辐射能力与吸收能力最强描述实际物体与黑体在发射热辐射能力上的差别其值介于0和1之间，取决于物体的种类及表面状态。传热过程和传热系数传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程称传热过程。稳态过程：通过串联环节的热流量相同。导热对流辐射对流传热

4、过程的计算传热系数单位面积平壁的导热热阻单位壁表面积上的对流换热热阻单位面积的总传热热阻1、概念某一瞬间，空间(或物体内)所有各点温度分的总称。其中为空间坐标，为时间坐标。1.温度场（Temperaturefield）温度场是个数量场，可以用一个数量函数来表示。温度场是空间坐标和时间的函数，在直角坐标系中，温度场可表示为：2、温度场分类1）按照时间坐标分类稳态温度场（定常温度场）（Steady-stateconduction）是指在稳态条件下物体各点的温度分布不随时间的改变而变化的温度场称稳态温度场，其表达式：非稳态温度场（非定常温度场瞬态温度场）（Transientconduction

5、）是指在变动工作条件下，物体中各点的温度分布随时间而变化的温度场称非稳态温度场，其表达式：稳态温度场稳态导热(Steady-stateconduction)非稳态温度场非稳态导热（Transientconduction）三维稳态温度场：一维稳态温度场:3、等温面与等温线等温线（isotherms）用一个平面与各等温面相交，在这个平面上得到一个等温线簇在任何一个二维的截面上等温面表现为等温线。等温面（isothermalsurface）同一时刻、温度场中所有温度相同的点连接起来所构成的面物体的温度场通常用等温面或等温线表示等温面与等温线的特点：温度不同的等温面或等温线彼此不能相交在连续的温

6、度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止与物体的边界上沿等温面（线）无热量传递4温度梯度（Temperaturegradient）温度的变化率沿不同的方向一般是不同的。温度沿某一方向x的变化率在数学上可以用该方向上温度对坐标的偏导数来表示，即温度梯度是用以反映温度场在空间的变化特征的物理量。系统中某一点所在的等温面与相邻等温面之间的温差与其法线间的距离之比的极限为该点的温度梯度，记为gradt。温度梯度是向量；正向朝着温度增加的方向在具有连续温度分布的物体内，过任意一点温度变化率最大的方向位于等温线的法线方向上，过此点的最大温度变化率为温度梯度5

7、导热基本定律在导热现象中，单位时间内通过给定截面所传递的热量，正比于垂直该截面方向上的温度变化率，而热量传递的方向与温度升高的方向相反，即数学表达式：（负号表示热量传递方向与温度升高方向相反）用热流密度表示：其中——热流密度(单位时间内通过单位面积的热流量)——物体温度沿x轴方向的变化率t1t20xδndtdntt+dt负号是因为热流密度与温度梯度的方向不一致而加上傅立叶定律可表述为:系统中任一点的热流密度与该点的温度梯度成正比而方