传热学-第一章ppt.pptVIP

思考题： 1.热量传递的基本方式及传热机理。 2.一维傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义。 3.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。 4.黑体辐射传热的四次方定律基本表达式及其中各物理量 的定义。 5.传热过程及传热系数的定义及物理意义。 6.热阻的概念。 对流热阻、导热热阻的定义及基本表达式。 7.使用串联热阻叠加的原则和在传热计算中的应用。 8.对流传热和传热过程的区别。表面传热系数(对流传热系数) 和传热系数的区别。 9.导热系数、表面传热系数和传热系数之间的区别。 第一章 绪 论 第一章 绪 论 作业： 1-5,1-16,1-18,1-21,1-28 * * * * * §1-2 热量传递的三种基本方式 (4)导热基本定律： Fourier定律 一维稳态导热： 一维稳态平板导热 其中： Q ：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[ ]； ? ：导热系数（热导率）[ ]。 §1-2 热量传递的三种基本方式 (5)导热系数 ? 表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。 20℃、1个大气压下： §1-2 热量传递的三种基本方式 (6)一维稳态导热及其导热热阻 Q 导热热阻图示 即： 如右图所示，稳态 ? q=const， 于是积分Fourier定律有： 总热流量： 导热热阻 面积导热热阻 热阻的概念: §1-2 热量传递的三种基本方式 Q 导热热阻的图示 例 1 一块厚度δ=50 mm 的平板， 两侧表面分别维持在 试求下列条件下的热流密度。 材料为铜，λ=375 w/(mK ); 材料为钢， λ=36.4 w/(mK ); 材料为铬砖， λ=2.32 w/(mK )； 材料为铬藻土砖， λ=0.242 w/(mK )。 解：由一维稳态导热公式有： §1-2 热量传递的三种基本方式 铬砖： 硅藻土砖： 讨论：由计算可见，铜与硅藻土砖导热系数的巨大差别，导致在相同条件下通过铜板的导热量比通过硅藻土砖的导热量大三个数量级。因此，铜是热的良导体，硅藻土砖则有隔热作用。 铜： 钢： §1-2 热量传递的三种基本方式 (1)定义：流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，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(Heat Convection) §1-2 热量传递的三种基本方式 热对流实例： 对流层冷暖气流的运动 火焰从下加热汤锅 (2)对流传热：流体流过一个物体表面时的热量传递过程。 与单纯的热对流不同，对流传热具有如下特点： a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也 必须有温差 c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 §1-2 热量传递的三种基本方式 对流传热实例： 管内流动传热 管外流动传热 §1-2 热量传递的三种基本方式 (3)对流传热的基本计算公式：牛顿冷却定律 Convection heat transfer coefficient h — 表面传热系数 ? — 热流量[W]，单位时间传递的热量 q — 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 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)对流传热系数(表面传热系数) §1-2 热量传递的三种基本方式 §1-2 热量传递的三种基本方式 (5)对流传热的分类 按流体运动的起因分为：强迫对流和自然对流。 干燥箱中的强迫对流 暖气片中的自然对流 按有无相变分为：有相变对流（沸腾、蒸发传热和凝结传热）和单相对流。 对流传热其他分类形式将在第五章中详述。 §1-2 热量传递的三种基本方式 对流传热系数 对流传热过程 对流传热系数 自然对流 空气 2-25 液体 50-100 强制对流 空气 25-250 液体 50-20000 沸腾或凝结传热 2500-100000 §1-2 热量传递的三种基本方式 §1-2 热量传递的三种基本方式 (5)对流传热热阻： (1) 定义：由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象。 3.热辐射(Thermal Radiation) §1-2 热量传递的三种基本方式 (2) 特点： a 任何物体，只要温度高于0 K， 就会不停地向周围空间发出热辐射； b 可以在真空中传播； c 伴随能量形式的转变； d 具有强烈的方向性； e 辐射能与温度和波长均有关； f 发射辐射取决于温度的4次方。 不同的箭头颜色代