导热部分总复习教程文件.ppt

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1、导热部分总复习冬天，经过在白天太阳下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打后，效果更加明显。为什么隔着玻璃晒太阳会感到更暖和？日常生活现象思考？为什么吹电扇会感觉到“凉爽”？电扇吹出的是冷气吗？1）相同点：传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。即：热量Q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。2、传热学与工程热力学的关系a）定义：工程热力学：研究热能的性质、热能与机械能或其他形式能量之间相互转换的规律。传热学：热量Q传递过程的规律。b）时间：工程热力

2、学：不考虑热量传递过程的时间。传热学：时间是重要参数。2）不同点(1)关注传热速率大小及其控制（强化传热，或者弱化传热）；(2)研究对象内各点温度分布及其控制。解决这两类问题，必须掌握热量传递的基本规律，具有分析传热问题的能力，掌握传热计算方法和测试技术。3、工程技术领域中，传热问题分为两类：按温度与时间的依变关系，可分为两大类：1）稳态（定常）传热过程：如热力设备在持续不变的工况下连续正常运行时；特征：温度分布与时间无关；2）非稳态（非定常）传热过程：如启动、停机、变工况时。特征：温度分布与时间有关。传热过程

3、的分类按照热量传递的机理不同，热量传递的基本方式有三种：热传导、热对流、热辐射.三种基本方式的不同点和相同点。4、热量传递的基本方式1)热传导（导热）heatconduction定义：指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。传热介质：可以在固体、液体、气体中发生。导热的特点：必须有温差；（两个）物体直接接触；传热机理：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。：热流速率，单位时间传递的热量,[W]q：热

4、流密度，单位时间通过单位面积传递的热量[W/m2]平壁的厚度[m]；A：垂直于导热方向的截面积[m2]T1T2l导热的基本定律Fourier定律：热导率（导热系数）——具有单位温度差（1K）的单位厚度的物体(1m)，在它的单位面积上(1m2)、每单位时间(1s)的导热量(J).[W/(m.K)]，热导率表示材料导热能力大小；物性参数；通过实验确定.;)(398CmWo=纯铜l;)(6.0CmWo=水l）（空气CCmWoo20)(026.0=l;)(24.8CmWo=青铜l;)(109CmWo=黄铜l;)(43

5、.2CmWo=碳钢l;)(15.2CmWo=铬镍钢l定义：温度不同的各部分流体（气体或液体）之间，由于发生相对的宏观运动，而把热量由一处传递到另一处的现象。2)热对流特征：a必须有温差；b流体内部要发生相对的宏观运动。热对流的普遍性只要有部分流体被加热，就会发生热对流。（自然对流，如右图）对流换热的特点：对流换热与热对流不同，不是基本传热方式；既有热对流，也有导热，导热与热对流同时存在的复杂热传递过程；流体与壁面必须有直接接触和宏观运动；必须有温差.在壁面处会形成速度梯度很大的边界层。对流换热：流体与温度不同的

6、固体壁间接触时所进行的热量传递过程。分类按照引起对流的原因不同，对流换热可分为多种类型：是否相变，分为：有相变的对流换热和无相变的对流换热；流动原因，分为：强迫对流换热和自然对流换热；流动状态，分为：层流和湍流（紊流）。牛顿冷却公式（1701）uttwA—热流量[W]，单位时间传递的热量；q—热流密度h—表面传热系数A—与流体接触的壁面面积—固体壁表面温度—流体温度表面传热系数（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。h是表征对流换热过程强弱的物理量。影响h

7、因素：流动原因、流动状态、流体物性、有无相变、壁面形状大小等。导热稳态导热非稳态导热导热的数值解法传热学是一门与工程实际接合紧密的基础学科，研究方法有三种：分析解法（理论解）；数值解法（数值传热学）；实验解法（经验公式）；比拟解法（准则关联式）。传热学的学习方法分析解法Theoreticalanalysis进行合理的物理假设，建立所研究物理问题的数学描写，用理论推导的方法获得问题的解析解。数值解法Numericalcalculation进行合理的物理假设,建立所研究物理问题的数学描写,进行区域的离散和方程的离散

8、,进行计算机编程计算获得结果。xyqw实验解法Experimentalmethods常需要付出较多的人力、物力和财力。对于有许多复杂影响因素的物理现象，要找出众多变量之间的关系，实验的次数必然十分庞大。为减少实验次数，必须在相似原理的指导下进行实验。使个别实验得出的结果上升到代表整个相似组的地位。比拟解法Analogymethods实质：根据两种物理现象间在数学描述上的相似性，从而得出