热能工程系工程热物理研究所传热学与工程热力学概论.pptVIP

传 热 学 教材 第一章 绪 论 §1-0 概 述 1. 传热学的研究对象 3. 传热学应用实例 自然界与生产过程到处存在温差 ? 传热很普遍 —— 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 (5) 辐射换热的特点 a 不需要中间介质； b 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 c 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 20 世纪 70 ～ 90 年代，集成电路芯片的功率从 10w/c ㎡～ 100w/c ㎡， （Ma=10） 举了这么多的例子，目的只有一个，那就是说明传热学应用十分广泛，这门课程非常之重要 可分为稳态和非稳态两大类 定义：物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过 程称为稳态传热过程，反之，则成为非稳态传 热过程 1 导热（热传导） (1) 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 (2) 物质的属性：可以在固体、液体、气体中发生 导热的特点：a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中。 提问：上图中那里涉及到导热了？ 上式称为Fourier定律，号称导热基本定律，是一个一维稳态导热。 其中，?：热流量，单位时间传递的热量[W]；q：热流密度，单位时间通过单位面积传递的热量；A：垂直于导热方向的截面积[m2]；?：导热系数（热导率）[W/( m K)]。 解释一维无限大平板 * * A A A A （Heat Transfer） 《传热学》杨世铭、陶文铨编著，第三版 《传热学》戴锅生，第二版 《Heat Transfer》(2nd Edition), by Anthony F. Mills 《 Fundamentals of Heat and Mass Transfer》 F. P. Incropera, D.P. DeWitt 《对流换热》V. S. 阿巴兹 《凝结和沸腾》施明恒等编著 《数值传热学》陶文铨编著 《辐射换热》余其铮编著 参考书 第一章 绪论 1 传热学的研究内容 (1) 定义 2 传热学与热力学的区别 (2) 属性： 3 传热学应用实例 (3) 特点 4 传热过程的分类 (4) 基本定律 5 热传导 (5) 关键系数 6 热对流 7 热辐射 8 传热过程和传热系数 (2) 热量传递过程的推动力？ (1)定义？ 热力学第二定律 有温差就会有传热 2. 传热学与热力学的区别 热力学 ? 系统从一个平衡态到另一个平衡态的过程中传递热量的多少。 传热学 ? 关心的是热量传递的过程，即热量传递的速率。 热力学： 传热学： 水，M2 20oC 铁块, M1 300oC b 夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。 为什么？ c 北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利于保温。如何解释 其道理？ (1) 日常生活中的例子： a 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？ 20世纪70年代 20世纪90年代 10w/cm2 100w/cm2 集成电路芯片 航空航天 （1）高温叶片气膜冷却； （2）火箭推力室的再生冷却与发汗冷却； （3）卫星与空间站热控制； （4）空间飞行器重返大气层冷却； （5）超高音速飞行器冷却； （6）核热火箭、电火箭；微型火箭（电火箭、化学火箭）；太阳能高空无人飞机 3 传热学应用实例(续) 3 传热学应用实例(续) 生物医学：肿瘤高温热疗； 生物芯片；