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传热学课件课件完整版

目录CONTENTS传热学基本概念与原理导热过程分析与计算对流换热过程分析与计算辐射换热过程分析与计算传热过程综合分析与优化实验方法与数据处理技巧

01传热学基本概念与原理

123物体内部或相互接触的物体之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。热传导流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程。热对流物体通过电磁波来传递能量的方式。热辐射热量传递方式

温度场与热流密度温度场某一时刻在物体内各点温度的空间分布。热流密度单位时间内通过单位面积的热流量，描述热量传递的强度和方向。

热传导过程中，热流密度与温度梯度成正比，方向相反。傅里叶定律热量传递过程中的阻力，类似于电路中的电阻。热阻概念描述热传导过程的数学方程，用于求解温度分布。热传导微分方程热传导基本原理

对流换热流体流过固体表面时，流体与固体表面之间的热量传递过程。牛顿冷却定律对流换热过程中，热流密度与固体表面和流体之间的温差成正比。辐射换热物体通过电磁波传递热量的过程，不需要介质参与。斯忒藩-玻尔兹曼定律黑体辐射的能量与其绝对温度的四次方成正比。对流换热及辐射换热

02导热过程分析与计算

温度分布通过导热微分方程和边界条件，求解物体内部温度分布。热流密度根据温度梯度计算热流密度，分析热量传递的方向和速率。热阻计算根据导热系数、物体尺寸和形状，计算热阻，评估热量传递的难易程度。一维稳态导热问题求解

分离变量法通过分离变量法求解多维导热微分方程，得到温度分布的解析解。有限差分法采用数值方法，如有限差分法，对多维导热问题进行离散化处理，通过计算机求解得到温度分布的数值解。坐标变换将多维问题转化为一维问题，简化计算过程。多维稳态导热问题求解

瞬态温度响应分析物体在瞬态热源作用下的温度响应过程。周期性变化研究物体在周期性热源作用下的温度变化规律。时间常数根据物体热容和导热系数，计算时间常数，评估物体对温度变化的响应速度。非稳态导热过程分析

生物组织热物性介绍生物组织的导热系数、热容等热物性参数及其测量方法。生物组织热响应分析生物组织在外部热源作用下的热响应特性，如温度变化、热损伤等。生物传热模型建立生物传热模型，描述生物组织内的热量传递过程。生物组织中的导热现象

03对流换热过程分析与计算

湍流流动特性湍流流动时，流体微团相互混合，流动不稳定，伴有涡旋产生。层流与湍流的判别通过雷诺数Re的大小来判断流动状态，当Re小于临界雷诺数Rec时，流动为层流；当Re大于Rec时，流动为湍流。层流流动特性层流流动时，流体微团互不混合，流动稳定，无明显的涡旋产生。层流与湍流流动特性

外部强迫对流换热计算对流换热系数h与流体的物理性质、流动状态、壁面形状和尺寸等因素有关，可通过实验测定或经验公式计算得到。对流换热系数的确定外部强迫对流换热是指流体在外部驱动力作用下流过固体壁面时发生的热量交换过程。外部强迫对流换热概述采用牛顿冷却定律来描述外部强迫对流换热过程，即q=h(tw-tf)，其中q为热流密度，h为对流换热系数，tw和tf分别为壁面温度和流体温度。外部强迫对流换热计算模型

内部强迫对流换热计算内部强迫对流换热是指流体在管道或通道内受驱动力作用而发生的热量交换过程。内部强迫对流换热计算模型采用类似外部强迫对流换热的计算模型，即q=h(tw-tf)，但需要考虑管道或通道的形状和尺寸对换热的影响。对流换热系数的确定内部强迫对流换热的对流换热系数h同样受流体物理性质、流动状态、管道或通道形状和尺寸等因素影响，可通过实验测定或经验公式计算得到。内部强迫对流换热概述

010203自然对流现象概述自然对流是指在没有外部驱动力作用下，由于流体内部密度梯度产生的浮升力驱动流体流动而发生的热量交换过程。自然对流的分类根据流动产生的原因不同，自然对流可分为纯自然对流和混合自然对流两种类型。纯自然对流是由温差引起的密度梯度驱动流体流动；混合自然对流则是由温差和浓度差共同引起的密度梯度驱动流体流动。自然对流的计算模型自然对流的计算模型可采用类似强迫对流的计算模型，即q=h(tw-tf)，但需要考虑浮升力对流动和换热的影响。同时，自然对流的换热系数h受温差、流体物理性质、壁面形状和尺寸等因素影响，可通过实验测定或经验公式计算得到。自然对流现象及计算

04辐射换热过程分析与计算

VS包括普朗克定律、维恩位移定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，描述了黑体辐射的基本特性。热辐射性质热辐射是电磁波的一种形式，具有波粒二象性；热辐射的传播不需要介质，可以在真空中传播；热辐射的强度与温度有关，温度越高，辐射强度越大。热辐射基本定律热辐射基本定律及性质

黑体是一种理想化的物体，能够吸收所有波长的辐射能，没有反射和透射。黑体辐射的强度只与温度有关，符合普朗克定律。黑体辐射灰体是一种介于黑体和透明