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传热学课件引言传热学是研究热量传递规律的学科，是工程热力学和流体力学的重要分支。
在实际工程应用中，传热问题无处不在，如能源转换、化工生产、建筑环境等领域。
因此，掌握传热学的基本原理和方法，对于工程技术人员来说具有重要意义。
本文将简要介绍传热学的基本概念、原理和方法，并探讨其在工程实际中的应用。
一、传热学基本概念1.热量传递方式热量传递方式主要包括三种：导热、对流和辐射。
（1）导热：热量通过固体、液体或气体的分子碰撞传递，其传递速率与物体的导热系数、温度差和物体厚度有关。
（2）对流：热量通过流体的宏观运动传递，其传递速率与流体的流速、密度、比热容和温度差有关。
（3）辐射：热量以电磁波的形式传递，其传递速率与物体表面的温度、发射率和距离有关。
2.传热方程传热方程是描述热量传递规律的数学表达式，主要包括傅里叶定律、牛顿冷却公式和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
（1）傅里叶定律：描述导热过程中热量传递的规律，公式为Q=-kA(dT/dx)，其中Q表示热量传递速率，k表示导热系数，A表示传热面积，dT/dx表示温度梯度。
（2）牛顿冷却公式：描述对流过程中热量传递的规律，公式为Q=hA(TwTf)，其中Q表示热量传递速率，h表示对流换热系数，Tw 表示固体表面温度，Tf表示流体温度。
（3）斯蒂芬-玻尔兹曼定律：描述辐射过程中热量传递的规律，公式为Q=εσA(T^4T^4)，其中Q表示热量传递速率，ε表示发射率，σ表示斯蒂芬-玻尔兹曼常数，T表示物体表面温度。
二、传热学原理和方法1.传热问题的分类传热问题可分为稳态传热和非稳态传热两大类。
（1）稳态传热：系统内各部分温度不随时间变化，热量传递速率恒定。
（2）非稳态传热：系统内各部分温度随时间变化，热量传递速率随时间变化。
2.传热分析方法（1）解析法：通过对传热方程的求解，得到温度分布和热量传递速率。
适用于简单几何形状和边界条件的问题。
（2）数值法：采用数值离散化方法求解传热方程，适用于复杂几何形状和边界条件的问题。
9. 热辐射基本定律及物体的辐射特性9.1 知识结构1． 辐射换热的特点；2． 基本定律(Planck ，Wien ，S-B ，Lambert ，Kirchoff(推论))；3． 定义：黑体，灰体，黑度(发射率)，光谱黑度，定向黑度，吸收比，光谱吸收比，辐射力，光谱辐射力，定向辐射力，定向辐射强度9.2 重点内容剖析9.2.1 热辐射的基本概念一、热辐射的物理本质辐射——物体通过电磁波传递能量的现象热辐射——由于热的原因而产生的电磁波辐射（改变物体内部微观粒子的热运动状态，将部分内能转换为电磁波的能量发送出去的过程）不同温度 —— 辐射特性 不同波长不同方向 —— 吸收特性 —— 不同波长辐射和吸收的总效果——辐射换热 热辐射传播速度c 、波长λ和频率f 之间的关系：c=f ·λ 热辐射的主要波谱：紫外 可见 红外0.1 0.38 0.76 4 20 100 μm工程材料辐射(T <2000K)二、吸收比、反射比和穿透比热辐射到达物体表面后的传播途径如图9-1。
根据热平衡原理，投入辐射等于反射辐射、吸收辐射和穿透辐射之和。
11=++⇒=++⇒++=τρατρατραQQ Q Q Q Q Q Q Q Q (9-1) 理想体：吸收比 α=1 → 绝对黑体（黑体）反射比 ρ=1 → 镜体（对于漫反射称为白体） 穿透比 τ=1 → 绝对透明体（透明体）9.2.2 黑体辐射辐射力——单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射的全部波长的辐射能总量，记为：E 。
光谱辐射力——单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射的某一波长的辐射能，记为：E λ。
显然：⎰∞=λλd E E (9-2)()表面特性,,λλT f E =一、普朗克定律（黑体的光谱辐射力）()3/51/12m W e c E T c b -=-λλλ (9-3)式中：λ——波长，m ；T ——黑体的绝对温度，K ；C 1——第一辐射常量，3.742×10-16 W ·m 2 C 2——第二辐射常量，1.4388×10-2 m ·K由普朗克定律，令：m K T E b 3max 108976.20-⨯=⇒=∂∂λλλ(9-4)其中：max λ为某一温度下最大光谱辐射力所对应的波长（如图9-2）。
