热处理炉01传热基本原理.pptxVIP

第一章传热基本原理

授课人：杨晓敏NorthUniversityofChinaCollegeofMaterialsScienceandEngineering

理解传热学中的相关概念及其相互关系;掌握多层炉壁稳定的传导传热计算方法；掌握对流传热的条件、特点、规律、影响因素及炉内传热计算中的应用；掌握辐射传热的特点；掌握炉内综合传热的计算与应用。了解金属加热计算。教学提示：教学要求：研究热处理炉内传热的基本任务就是解决如何把燃料或电产生的热量有效地传递给工件和如何减少炉子的热损失问题。第一章传热基本原理

1-1基本概念1-2传导传热1-3对流传热1-4辐射换热1-5综合换热1-6金属加热计算第一章传热基本原理

传导传热常称导热，指温度不同的接触的物体间或一物体中各部分之间依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。传导传热一、传热的基本形式§1－1基本概念——传导、对流、辐射

对流传热01定义：在工程上，对流传热常指流动的流体与所接触的固体壁面直接接触，当两者温度不同时，相互之间进行热量传递过程。021－1基本概念03

辐射换热定义：具有一定温度的物体以电磁波的形式不断地向外发射辐射能，当投射到与其不相接触的另一物体时，便部分地被吸收，吸收了这种电磁波的物体又将其转化为热能，这种的传热过程为辐射传热。物体的辐射换热量为该物体吸收的辐射能量与它同时向外放射的辐射能量差值。1－1基本概念

二、温度场、温度梯度1、温度场（1）定义：传热系统或物体内部的温度随空间和时间的变化状况。（2）不稳定传热和稳定传热各点温度随时间的变化而变化，称为不稳定温度场。不稳定温度场内的传热过程称不稳定传热。温度不随时间变化而变化，称为稳定温度场。稳定温度场中的传热过程称为稳定传热。三向温度场单向温度场§1－1基本概念

2、温度梯度物体(或体系内)相邻两等温面间温度差与两等温面法线方向距离的比例极限，称为温度梯度。温度梯度实际上是指温度沿等温面法线方向的变化率。它是一个向量，并规定由低到高为正，由高到低为负。§1－1基本概念t+tnt

三、热流和热流密度热流和热流密度为向量，其方向与温度梯度方向相反。§1－1基本概念——单位时间由高温物体传给低温物体的热量。——单位时间单位截面的热流。热流热流密度

四、传热的一般方式由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中的过程称为传热过程。§1－1基本概念炉壁的传热

§1－1基本概念传热方程:单位时间所传递的热量正比于冷热流体的温差及传热面积F，可用下式表示：K为传热系数〔w/（m2.℃）〕，它表示温差1℃，面积为1m2时，单位时间的传热量。其大小反映了传热过程进行的强烈程度。

1－1基本概念热流密度q为：Rt为整个传热面积上的热阻；rt单位传热面积上的热阻

炉壁传热过程的热阻(等于组成该传热过程串联的各传热环节的热阻之和)内表面上的对流和辐射传热热阻，炉壁内的导热热阻和外表面上的对流、辐射传热热阻之和。

§1－1基本概念炉壁的传热

一、基本方程式法国傅里叶1822年提出在均质固体中单纯导热的基本定律：在单位时间内所传导的热量Q与温度梯度和垂直于热流方向的截面积成正比。热流朝向温度降落的方向。其数字表达式为：§1－2传导传热热导率（W/(m.℃))

二、热导率1、物理意义：热导率反映了物体导热能力的大小，物理意义：单位时间内每米长温度降低1℃，单位面积能传递的热流量。2、影响热导率的因素热导率数值决定与物质内部结构和所处的状态。其中温度对材料的热导率影响很大。材料的热导率与温度的变化呈线性关系，即在实际计算中，一般取物体算术平均温度下的热导率代表物体热导率的平均值。§1－2传导传热

3、常见物质的热导率纯金属：金属的热导率较高，与电导率成正比，最大的为银。热导率随温度的升高而降低。合金：比纯金属低。高合金钢热导率随温度升高而增加，低合金钢随温度的增加而降低。非金属的固体：除石墨外较高，其他的热导率都较低，并且热导率随温度的升高而增大。液体：热导率小于固体。除水和甘油外，液体的热导率随温度的升高而降低。气体：热导率很低，随温度的升高而增加。多孔性和纤维状的物体：有较低的热导率。§1－2传导传热

例：1.耐火砖与红砖砌成的炉墙s1＝150mm，s2＝200mm，λ1＝1.16w/（m.℃），λ2＝0.7w/（m.℃），t1=300℃，t3＝－5℃，求该炉墙单位面积的热损失q和界面温度？

三、平