上海交大传热学复习教案.pptVIP

基本概念 一、导热 导热的概念 Fourier定律，导热基本定律 导热系数的特点——物性参数 导热热阻 二、对流 对流换热的概念及特点 牛顿冷却公式 对流换热系数，影响因素 对流换热热阻 三、辐射 热辐射与辐射换热 黑体 四、传热过程与传热系数 三种能量传递方式 复合换热 总传热系数 稳态导热 一、基本概念 温度场，等温线，等温面 傅立叶定律：傅里叶定律只适用于各向同性材料 不同材料的导热系数特点，影响因素 三、一维稳态导热的计算 无限大平壁：单层，多层 无限长圆筒壁 等截面直肋，肋片效率，过余温度 非稳态导热 集总参数法 Bi数，Fo数的定义和物理意义 时间常数的意义 应用集总参数法简化分析非稳态导热问题 对流换热 掌握： 影响对流传热的因素 流动边界层和热边界层的概念 边界层对流传热微分方程组 对流换热分类 各无量纲特征数的定义和物理意义 Nu，Re，Gr，Pr，St 重点掌握：表面传热系数的确定方法 一、内部强制对流换热实验关联式 层流：Re2300 过渡区：2300Re10000 湍流Re10000 三个修正系数 入口效应 短管、弯管强化换热的原理 二、外掠物体的强迫对流 纵掠平壁 层流：Re5×105 湍流： 横掠单管 横掠管束 叉排和顺排对h的影响 自然对流 自然对流换热边界层形成和发展 竖壁自然对流换热 横圆柱自然对流换热 辐射换热 一、热辐射的基本概念 吸收比，反射比，透射比 黑体 有效辐射 立体角，定向辐射强度 漫射表面 二、黑体辐射基本定律 Planck定律： Wien位移定律 Stefan-Boltzmann定律 Lambert 定律 实际物体的辐射特性 发射率，定向发射率：与物体表面特性相关 吸收比，光谱吸收比 灰体的概念： 光谱辐射特性与波长无关 基尔霍夫定律：应用条件，结论 角系数的定义 角系数的三个特性：相对性，完整性，分解性 代数分析法求角系数 灰体表面间辐射换热的计算 表面辐射热阻，空间辐射热阻 遮热板的分析及计算 多个灰体表面间的辐射换热 重辐射面 传热过程与换热器 重点掌握 复合传热过程的分析和计算 肋片对强化传热的影响，加装肋片的原则 临界绝缘直径 换热器的平均传热温差 利用平均温差法计算间壁式传热器 强化传热和保温隔热方法 根据不同的需求，对于实际传热的传热过程，有时需要强化，有时则需要削弱。显然，根据不同的传热方式，强化和削弱传热的手段应该不同。 强化传热的原则和手段 增加温差： 尽量逆流布置，或提高热流体进口温度 ，降低冷流体进口温度， 但往往不容易不现实 增加换热面积 ， 可采用肋片管 增加传热系数K 强化换热的原则：哪个环节的热阻大，就对哪个环节采取强化措施。 （1）减小对流热阻  改变流体流动状况 从而增加扰动，破坏边界层，或者增加湍流度 　　　　(a)增加流速 　　　　(b)改纵向冲刷为横向冲刷 　　　　(c)对外掠管束，将自然对流变为强制对流  改变换热面表面状况，形状，尺寸　　　　(a)利用短管的入口效应 　　　　(b)利用小直径管，肋片管 　　　　(c)增加表面粗糙度 　　　　(d)对表面进行深层处理 （2）减少导热及辐射热阻，当两侧复合换热热阻均较小时效果更加明显  减小导热热阻 ，即减小管壁厚度，或增加管子材料导热系数 减小污垢热阻 增加表面发射率 ，以减小辐射热阻 （3）改变流体物性 风冷改为水冷 在流体加添加剂 使流体发生相变  对数平均温差： 顺流： 逆流： 将对数平均温差写成如下统一形式(顺流和逆流都适用) * Q t 0 ? x ? dx dt Q 导热热阻 单位导热热阻 Stefan-Boltzmann 定律 两黑体表面间的辐射换热 二、导热微分方程 三类边界条件 热扩散率的物理意义：反映了导热过程中材料的导热能力（ ? ）与物质储热能力（ ? c ）之间的关系，反应导热过程动态特性。同等条件下，热扩散率越大，物体内部各处的温度差别越小 等截面肋内的温度分布： 肋端过余温度： 即 x ＝ H 影响肋片效率的因素： 肋片材料的热导率 ? ↑,ηt↑ 肋片表面与周围介质之间的表面传热系数 h ↑,ηt↓ 肋片的几何形状和尺寸 H ↑,ηt↓ δ ↑,ηt↑ Fo越大，热扰动就能越深入地传播到物体内部，因而，物体各点地温度就越接近周围介质的温度。 grounded 系统黑度 Simple two bodies systems 1. S