最新No.02-0928-1-绪论传热学资料课件ppt.ppt

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1、No.02-0928-1-绪论传热学资料§1-1热量传递的三种基本方式导热对流辐射定义属性特点9/7/20212(1)概念定义：物体各部分之间不发生相对位移时（无宏观位移），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。如：固体与固体之间及固体内部的热量传递。1导热（热传导）review9/7/202131)导热的基本定律(Fourier定律)：1822年，法国数学家Fourier:t0xdxdtQ(2)导热的基本定律：说明：热流量Φ——单位时间内通过某一给定面积的热量称

2、为热流量，记为Φ，单位W。热流密度（面积热流量）q——单位时间内通过单位面积的热量称为热流密度，记为q，单位W/m2。review9/7/202172)导热系数表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度有关。3)一维稳态导热及其导热热阻如图右图所示，稳态q=const，于是积分Fourier定律有Qt0xdxdtQ以上结果在§2-3节中会进一步说明。review9/7/20218Q图1-3导热热阻的图示4)一维稳态导热及其导热热阻，t0xdxdtQ导热热阻单位导热热阻w

3、/m2wreview9/7/20219§1-1热量传递的三种基本方式导热对流辐射定义属性特点9/7/202110（1）基本概念1)对流：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。对流仅发生在流体中，对流的同时必伴随有导热现象。2对流2)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。9/7/202111（2）对流换热的分类1）根据对流换热时是否发生相变分：有相变的对流换热和无相变的对流换热。2）根据引起流动的原因分：自然对流和强

4、制对流。3）根据流动型态分，层流和紊流。4）根据流动位置分：外部流动和内部流动。9/7/2021121）自然对流：由于流体冷热各部分的密度不同而引起流体的流动。如：暖气片表面附近受热空气的向上流动。2）强制对流：流体的流动是由于水泵、风机或其他压差作用所造成的。3）沸腾换热及凝结换热：液体在热表面上沸腾及蒸汽在冷表面上凝结的对流换热，称为沸腾换热及凝结换热（相变对流沸腾）。定义：9/7/202113(3)对流换热的基本计算公式——牛顿冷却公式h—表面传热系数—热流量[W]，单位时间传递的热量q

5、—热流密度A—与流体接触的壁面面积—固体壁表面温度—流体温度9/7/202114——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影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等(4)对流换热系数(表面传热系数)图1－6(5)对流换热热阻表1-1表面对流传热系数的大致范围p.89/7/202115§1-1热量传递的三种基本方式导热对流辐射定义属性特点9/7/202116(1)基本概念1）辐射和热辐射物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。2

6、）辐射换热辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递称辐射换热。3热辐射9/7/202117(2)热辐射的研究方法：黑体修正（黑度）实际物体黑体的定义黑体的辐射控制方程Stefan-Boltzmann定律Stefan（1835-1893）Boltzmann（1844-1906）修正的Stefan-Boltzmann定律——发射率或黑度，介于0～1之间；——黑体辐射常数,5.6710-8W/(m2·K4)9/7/202118(4)辐射换热的特点不需要中间介质,可以在真空中

7、传播；在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换物体热力学能电磁波能物体热力学能无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、相互辐射能量；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；总的结果是热由高温传到低温自然界中的物体(T>0K)都在不停的向空间发出热辐射，同时又不断的吸收其他物体发出的辐射热。辐射换热是一个动态过程，当物体与周围环境温度处于热平衡时，辐射换热量为零，但辐射与吸收过程仍在不停的进行，只是辐射热与吸收热相等。(3)辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量交换，它与单纯的

8、热辐射不同，就像对流和对流换热类似。9/7/202119图1－9两黑体表面间的辐射换热公式（1－9）只需记忆，因为用我们现在所学的知识还不能推导出来。(5)两黑体表面间的辐射换热(参见图1－9)：9/7/202120、冬天，经过在太阳地下晒过的棉被盖起来觉得更暖和，并且拍打以后效果会更好，为什么?9/7/202121、人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度,那么在冬天与夏天、人在房间里所穿的衣服能否一样？为什么？9/7/202122、夏天人在同样温度（如：25度）