传热学第四版第1章课件.pptVIP

任课教师 谭思超 电话邮箱：tansichao@ 办公室：三甲实验楼205 QQ1.导热 (6)导热系数： 属性： 表征材料导热能力的大小 是物性参数 与材料种类及温度有关 符号： ? 单位： W/( m.K) 材料导热系数大小所遵循的规律： 1.导热 稳态 ? q = const 通过平板的一维导热 (7)一维稳态导热及其导热热阻 Fourier定律改写成： 两边积分： 1.导热 (7)一维稳态导热及其导热热阻 Q 导热热阻图示 2.对流换热（Convection） (2)对流换热： 热对流： 当流体流过一个物体表面时的热量传递 过程。 流体（气体或液体）中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。 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 (3)对流换热的特点： 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 （4）对流换热的分类： 2.对流换热（Convection） 凝结换热 流动起因 强迫对流 自然对流 有无相变 无相变 有相变 沸腾换热 2.对流换热（Convection） (4) 牛顿冷却公式 热流密度,W/m2 表面传热系数, W/（m2.K) 壁面温度,℃ 流体温度，℃ 热流量,W 换热面积，m2 对流换热示意图 2.对流换热（Convection） ——当流体与壁面温度相差1K 时，单位时间 单位面积所传递的热量 影响因素： （Convection heat transfer coefficient） (5)表面传热系数 (对流换热系数) h 流体物性 流速 换热表面的形状、大小与布置 研究对流换热的基本任务就是确定 h 2.对流换热（Convection） (6)表面传热系数的大致范围 表面传热系数的数值范围 5000～25000 蒸汽凝结 2500～35000 沸腾 水的相变换热 1000～15000 水 500～3500 高压水蒸气 20～100 气体 强制对流 200～1000 水 1～10 空气 自然对流 [W/(m2.K)] 过程 3.热辐射(Thermal radiation) (1) 定义： (2) 特点： 由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象 任何物体，只要温度高于0K，就会不停地向 周围空间发出热辐射 可以在真空中传播 伴随能量形式的转变 具有强烈的方向性 辐射能与温度和波长均有关 3.热辐射(Thermal radiation) (3) 生活中的例子： 当你靠近火的时候，会感到面向火的一面比背面热 冬天的夜晚，在有窗帘的屋子内会感到比没有窗 帘时要舒服 太阳能传递到地面 冬天，蔬菜大棚内的空气温度在0℃以上 3.热辐射(Thermal radiation) 辐射换热示意图 太阳能集热器示意图 (4) 辐射换热： 物体间靠热辐射进行的热量传递 (5) 辐射换热的特点 3.热辐射(Thermal radiation) 不需要介质的存在，在真空中就可以传递能量 伴随着能量形式的转换 热力学能 电磁能 热力学能 无论温度高低，物体都在不停地向外发射电磁波,物体间能相互辐射能量；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；总的结果是热量由高温传到低温 3.热辐射(Thermal radiation) (6) 辐射换热的研究方法：假设一种黑体，它只关心热辐射的共性规律，忽略其他因素，然后，真实物体的辐射则与黑体进行比较和修正，通过实验获得修正系数，从而获得真实物体的热辐射规律 (7) 黑体的定义：能吸收投入到其表面上的所有热辐射的物体，包括所有方向和所有波长，因此，相同温度下，黑体的吸收能力最强 ， 黑体辐射的控制方程： Stefan-Boltzmann 定律 实际物体则为： （9） 两黑体表面间的辐射换热 3.热辐射(Thermal radiation) 黑体： 两黑表面间的辐射换热 ? ? ? ? ? ? 3.热辐射(Thermal radiation) （10）空腔与内包小物体间的辐射换热 表面积为 、表面温度为 、发射率为 的物体被包容在一个很大的表面温度为 的空腔内 例题1.1 一根水平放置的蒸汽管道， 其保温层外径d=583mm，外表面实测平均温度及空气温度分别为 ，此时空气与管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数h=3