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传热学基础知识 本文由淹死的鱼张冰贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。传热学基本知识摘要：本节主要介绍导热，对流换热， 辐射换热及稳定传热的基本概念，基 本计算方法等内容。2.1稳定传热的基本概念2.1.1温度场温度场：是某一时刻空间中各点温度分布的总称。 一般来说，温度场是空间坐标和时间的函数，即 t = f (x, y, z,τ )式 t ?温 ； 中 度 x, y, z ? 空 坐 ； 间 标τ ?时 。 间 上式表示物体内部在x，y，z三个方向和在时间上均发生变化的三维非稳态温度 场。如果温度场不随时间变化，则上式变为：t = f (x, y, z)该式所表达的内容是温度场内各点的温度不随时间变化，这样的温度场就是 稳态温度场，它只是空间坐标函数。此外，如果温度场内温度的变化仅与两个或一个坐标有关，则称为二维或 一维稳态温度场。随时间变化为非稳态温度场，不随时间变化为稳态温度场。2.1.2等温面于等温线等温面：同一时刻在温度场中所有温度相同的点连接构成的面。 等温线：不同的等温面与同一平面相交所得到一簇曲线。 同一时刻两个不同等温线不会彼此相交。在任意时刻，标绘出物体中所有等 温面（线），即描绘了物体内部温度场。2.1.3温度梯度事实证明两个等温线之间的变化以垂直于法线方向上温度的变化率最大，这 一温度最大变化率称为温度梯度。用grad t来表示。即：?t ?t =n ?n→0 ? n ?x 式 n ?法 方 上 单 向 ； 中 线 向 的 位 量 ?t 示 发 方 温 的 向 数 ?表 沿 现 向 度 方 倒 。 ?n gradt = n lim gradt = i ?t ?t ?t + j +k 温度梯度在直角坐标系中可表示为：式 i, j和 分 是 , y和 轴 向 单 向 。 中 k 别 x z 方 的 位 量温度梯度的负值，称为温度降度。2.1.4导热定律单位时间内通过单位给定界面的导热量，称为热流量，记作q，单位W/m2. 傅立叶定律（导热基本定律）： q = ?λgradt 上式表明，热流量是一个向量（热流向量），它与温度梯度位于等温面同一 法线上，但是指向温度降低的方向，上式中的负号就表示热流量和温度梯度的 方向相反，永远顺着温度降低的方向。适用于连续均匀和各向同性材料的稳态 和非稳态导热过程。2.1.5导热系数导热系数的定义式： 导热系数在数值上等于温度降低 1 / m 时单位时间每单位导热面积的导热量。 ℃ 2 单位是 。导热系数是材料固有的热物理性质，其数值表示物质导热能力 W /(m ?℃ ) 的大小。（课本P15几种常见的物质的导热系数） 导热系数的影响因素：1、温度（一般导热系数是温度的线性函数）；2、 密度（在一定的温度下，某种材料有其最佳密度，此时导热系数的值最小）；3、 湿度（保温注意防潮的原因）；此外还有材料的成分、结构和所处的状态。 （见P15-17）λ=?q gradt2.2.1对流换热概述2.2对流换热流体流过固体壁面情况下所发生的热量交换称为对流换热。 对流换热的特点：它已不是导热的基本方式，这种过程既包括流体分子之 间的导热作用，同时也包括流体位移所产生的对流作用。（实例很多） 影响对流换热的因素： 1、流动的起因 a、对自然对流而言，它的发生和强度完全取决于过程的受热情况、流体的 种类、温度差以及空间大小和位置。（泵、风机或其他外部动力源） b、对强制对流而言，取决于流体的种类和物性、流体的温度、流动速度以 及流道形状和大小。一般它的发生伴随着自然对流的发生。（密度差） 2、流体流动状态 在对流换热过程中热量转移的规律随流体的流动状态不同而不同。层 流状态下，沿壁面法线方向的热量转移主要依靠导热，其数值大小取决 于流体的导热系数。紊流状态下，导热转移热量的方式只存在于层流边 界层中，而紊流核心中的热量转移则依靠流体各部分的剧烈位移，由于层流边界层的热阻远大于紊流核心的热阻，前者在对流换热过程中起决 定性作用。所以对流换热的强度主要取决于层流边界层的导热。因此， 要加强换热，可以在某种程度上，用增加或流体流速的方法来实现。在 紊流时，对流传递作用得到加强，换热较好。 3、流体的物理性质 流体的物理性质对于对流换热有很大的影响。 定性温度：在换热时，由于流场内温度各不相同，物性各异，通常选择 一个特征温度以确定物性参数，把物性当作常量处理，这一温度称为定 性温度。 4、换热表面的几何尺寸、形状与大小（几何因素） 定性尺寸：在分析计算时，可以采用对换热有决定影响的特征尺寸为依 据，这一尺寸称为定型尺寸。 总之，流体和固体表面之间的换热过程是极其复杂的，影响因素很 多，以上只