2第2章 稳态热传导.pptVIP

反馈题（判断）： 1、不管是哪种热传递方式，其本质都是反映有温差的热量传递。 2、导热过程必然存在对流传热过程，反之亦成立。 3、当一个物体面积A2很大，另一个物体面积A1很小，且存在温差时就可采用Φ = A1ε1σ1 ( T14 –T24 )。 4、在进行稳态传热过程的热量计算时并不需要固体壁面两侧的温度，只需冷热流体温度就足够了。 5、热辐射只存在高温物体向低温物体的单向热传递过程。 传热学基础 主讲教师：王能为 复习： (1) 传热学研究的内容； (2)热量传递有三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。 热传导、热对流和热辐射的异同点。 相同点：有温差的热量传递； 不同点： ① 导热、对流都需要媒介，而热辐射可以在真空下进行，且效率最高。 ② 辐射不仅有能量的转移，还有辐射能与其它能量方式的转换。 热传导：一维傅里叶定律： 热对流：牛顿冷却定律： Φ=AhΔt q=hΔt, 热辐射：斯特藩-玻尔兹曼定律。 Φ = AσT4 (3) 传热过程与传热系数 第2章 稳态热传导 3 主要学习内容： 2-1 导热基本定律 2-2 导热微分方程 2-3 一维稳定导热 2-4 接触热阻 2-5 二维稳定导热（简介） 2.1.1 各类物体的导热机理 气体：气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。 气体分子传热 §2.1 导热基本定律 导电固体：自由电子的运动。 导电固体传热 非导电固体：晶格结构的振动。 非导电固体传热 §2.1 导热基本定律 2.1.2 基本概念 (1) 温度场：导热体某时刻空间所有各点温度分布的总称，温度场是时间和空间的函数，即：t = f (x, y, z,τ ) 。 稳态温度场： ? t = f (x,y,z) 非稳态温度场： ? t = f (x, y, z,τ ) 三维非稳态温度场：t = f (x, y, z,τ ) 三维稳态温度场： t = f (x, y, z) 一维稳态温度场： t = f (x) 二维稳态温度场： t = f (x, y) 由此可见，温度场还分维数，一维、二维、三维，维数只跟坐标函数个数有关，与时间无关。 一维、二维非稳态又分别如何表达？ (2) 等温面：同一时刻、温度场中所有温度相同的点连接起来所构成的面。 (3) 等温线：用一个平面与各等温面相交，在这个平面上得到一个等温线簇，又称温度等值线。 温度场图示 等温面和等温线的特点： a) 不能相交; b) 对连续介质，只能在物体边界中断或完全封闭； c) 沿等温线（面）无热量传递； d) 等温线的疏密可直观反映出不同区域热流密度的相对大小。 以上的理由分别如何解释？ (4) 温度梯度：沿等温面法线方向温度差Δt与沿等温面法线方向的两等温面之间的距离Δn的比值极限，称为温度梯度，用 grad t表示。 由此可见，温度梯度是沿等温面法向方向的矢量。正方向是沿温度升高的方向，负方向为沿温度降低的方向。 温度梯度的概念 (1) §2.1.2 傅里叶定律 傅里叶定律是法国数学家傅里叶在研究固体导热现象时于1822年发现的。 傅里叶定律又称导热基本定律：单位时间内通过给定截面所传导的热量与温度 Baron Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) 梯度（温度变化率）和垂直于热流方向的截面面积成正比，热量传递的方向与温度升高的方向相反。