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建筑热工第二章第1页/共61页第2页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式传热的基本方式传热产生的原因 温差导致热量从温度高的地方流向温度低的地方传热的三种方式——导热、对流、辐射温度场的概念及表示温度的常用符号t, T,θ 稳态温度场、非稳态温度场稳态传热、非稳态传热不同温标之间的转换第3页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——导热导热导热的机理不同温度的质点的热运动导热热量的计算第4页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——导热导热材料的导热系数及热阻热阻是衡量材料抵抗热量传递能力的指标热阻与材料本身的导热系数成反比，和材料的厚度成正比不同状态的物质，导热系数相差很大气态：导热系数最小 0.006~0.6 W/m.K 常温下空气为0.029 W/m.K；液态：0.07~0.7, 水约为0.58 W/m.K；固态： 非金属约为0.03~3.5 W/m.K 金属约为2.2~420 W/m.K同一种材料厚度不同，热阻也不同导热系数低于0.3 W/m.K的材料为绝热材料第5页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——导热导热导热系数的影响因素材质的影响材料干密度的影响一般密度越大，导热系数也越大有些材料如玻璃棉有一个最佳密度（粘结材料的影响）材料含湿量的影响材料的防潮问题其它的影响第6页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——对流对流对流换热机理温度不同的流体之间因宏观运动、相互掺合而传递热量对流换热只发生在流体之间或流体与紧贴的固体表面之间在建筑工程中更多涉及的是后者，即流体与固体表面之间对流换热的大小主要取决于: 层流层的厚度（流体运动状况、温差、流体本身特性、表面状况及倾斜程度等）第7页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——对流对流对流换热计算自然对流 垂直壁面：水平壁面：热流由下而上热流由上而下第8页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——对流对流对流换热计算受迫对流 围护结构内表面： 围护结构外表面：第9页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——辐射辐射任何表面绝对温度大于0K的物体都会产生辐射辐射是一种电磁波，不同温度的物体向外辐射电磁波的波谱不同。不同波长的电磁波照射在物体上会产生不同的效应无线电波、微波、红外线、紫外线、X射线等 红外线：波长在0.8~600?m范围，可产生热效应热射线：波长在0.4~40 ?m范围，热效应最为显著。热射线的传播过程称为热辐射第10页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——辐射辐射辐射换热的特点辐射换热过程中伴随着能量形式的转化物体的内能——电磁能——内能电磁波的传播无需任何介质，也不需要冷、热物体直接接触辐射换热是物体之间互相辐射的结果。综合的结果：温度高的物体净失热，温度低的物体净得热。对外来辐射的反应电磁波：反射、吸收和透射能量守恒定律：第11页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——辐射辐射对外来辐射的反应能量守恒定律：反射系数rh、吸收系数?h、透射系数?h绝对白体，白体（ rh =1）绝对黑体，黑体（ ?h =1 ）绝对透明体，透明体（ ?h =1 ）一般建筑材料为非透明体。因此， rh+ ?h =1。即如果材料的反射能力越强，则吸收能力就越弱同一材料对不同波长的电磁波的反射能力会不一样。第12页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式——辐射辐射物体向外辐射的能力辐射本领全辐射本领单色辐射本领黑体、灰体、选择辐射体（选择体）辐射定律（Stephan-Bolzman’s Law）辐射系数C与黑度?影响因素：材质、光洁度等第13页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式辐射辐射换热的计算显然，辐射换热量的大小与表面温度、材料的辐射能力、对辐射的吸收能力（这两项可归结为黑度）以及两表面之间的温差和相对位置等因素有关辐射换热的计算公式可表示如下：第14页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式辐射辐射换热的计算相当辐射系数其大小与两表面的相对位置以及黑度有关“互易定理”：和称为“平均角系数”它们仅与表面的相对位置有关第15页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式辐射辐射换热的计算相当辐射系数和平均角系数IF C1和C2≥4.7 THEN第16页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式辐射辐射换热的计算遮热板If C1=C2=C3 Then第17页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式辐射辐射换热的计算辐射换热系数影响因素： 相当辐射系数、表面温度及平均角系数第18页/共61页第二章 传热的基本知识2.1 传热的方式表面换热表面换热系数对流换热和辐射换热合称为表面换热，其热流强度