第六章 导热

传热学第七版知识点总结

● 绪论

● 热传递的基本方式

● 导热（热传导）

● 产生条件

● 有温差

● 有接触

● 导热量计算式

● 重要的物理量Rt—热阻

● 热对流

● 牛顿冷却公式

● h—表面传热系数

● Rh—既1➗h—单位表面积上的对流传热热阻

● 热辐射

● 斯蒂芬—玻尔茨曼定律

● 黑体辐射力Eb

● 斯蒂芬—玻尔茨曼常量（5678）

● 实际物体表面发射率（黑度）

● 传热过程

● k为传热系数p5

● 第一章：导热理论基础

● 基本概念

● 温度场

● t=f（x，y，z，t）

● 稳态导热与非稳态导热

● 等温面与等温线（类比等高线）

● 温度梯度

● 方向为法线

● gradt

● 指向温度增加的方向

● 热流（密度）矢量

● 直角坐标系

● 圆柱坐标系

● 圆球坐标系

● 傅里叶定律

● 适用条件：各向同性物体

● 公式见p12

● 热导率

● 注意多孔材料的导温系数

● 导热微分方程式

● 微元体的热平衡

● 热扩散率

● 方程简化问题p19

● 有无穷多个解

● 导热过程的单值性条件

● 几何条件

● 物理条件

● 导热过程的热物性参数

● 时间条件

● 也叫初始条件

● 边界条件

● 第一类边界条件

● 已知温度分布

● 第二类边界条件

● 已知热分布

● 第三类边界条件

● 已知tf和h

● 第二章：稳态导热

● 通过平壁的导热

● 第一类边界条件

● 温度只沿厚度发生变化，H和W远大于壁厚

● 第三类边界条件

● 已知tf1和2，h1和2

● 通过复合平壁的导热

● 具有内热源的平壁导热

● 通过圆筒壁的导热

● 公式见p37

● 掌握计算公式及传热过程

● 掌握临界热绝缘直径dc

● 通过肋壁的导热

● 直肋

● 牛顿冷却公式

● 环肋

● 肋片效率

● 通过接触面的导热

● 了解接触热阻Rc

● 二维稳态导热

● 了解简化计算方法

● 形状因子S

1 第一章 导热理论和导热微分方程

相互接触的物体各部分之间依靠分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而传递热量的过程称为导热。在纯导热过程中物体各部分之间没有宏观运动。

与固体物理的理论研究方法不同，传热学研究导热问题时不是对导热过程的微观机理作深入的分析，而是从宏观的、现象的角度出发，以实验中总结出来的基本定律为基础进行数学的推导，以得到如温度分布、温度-时间响应和热流密度等有用的结果。这种处理方法的物理概念简单明了，但所要求的数学知识和技能仍是复杂和困难的。本书在材料的选取上，注意在介绍有重要应用价值的结果的同时，也给予求解导热问题的典型数学方法以足够的重视，以培养和发展读者独立解决问题的能力。

1-1 导热基本定律

1-1-1 温度场

由于传热学以宏观的、现象的方式来研究导热问题，团此必须引入连续介质假定，以便用连续函数来描述温度分布。温度场就是在一定的时间和空间域上的温度分布。它可以表示为空间坐标和时间的函数。由于温度是标量，温度场是标量场。常用的空间坐标系有三种：直角坐标系、柱坐标系和球坐标系。在直角坐标系中，温度场可以表示为

(,,,)tfxyz （1-1-1）

式中：t表示温度；x、y、z为三个空间坐标；τ表示时间。

若温度场各点的温度均不随时间变化，即0t，则称该温度场为稳态温度场，否则为非稳态温度场。若温度场只是一个空间坐标的函数，则称为一维温度场；若温度场是两个或三个空间坐标的函数，则称为二维或三维温度场。

1-1-2 等温面与温度梯度

物体内温度相同的点的集合所构成的面叫做等温面。对应不同温度值的等温面构成等温面族。等温面与任一截面的交线形成等温线。由于等温线具有形象直观的优点，二维温度场常用等温线来表示温度分布。

由于在同一时刻物体的一个点上只能有一个温度值，所以不同的等温面不可能相交。它们或者在域内形成封闭曲线，或者终止于物体的边界。

第六章：金属及其化合物

一、金属的性质与分类

1.金属的性质：良导电、良导热、延展性、韧性、金属光泽；

2.金属的分类：活泼金属、稀有金属、过渡金属、亚稳金属。

二、金属的氧化与腐蚀

1.金属的氧化：活泼金属容易受氧化，形成金属氧化物；

2.金属的腐蚀：金属在氧气、水或酸的作用下发生化学反应，形成其氧化物或氢氧化物，导致金属的腐蚀。

三、金属的防护与处理

1.电镀：利用电解原理，在金属表面镀上一层防护层；

2.镀锌：将铁制品浸入熔融的锌中，形成一层锌的保护层；

3.钝化：利用化学方法，在金属表面形成一层氧化膜，起到防护作用；

4.阳极保护：利用金属间的电位差，以较活泼的金属来保护较不活泼的金属。

四、电解与电池

1.电解现象：利用电解质在电解过程中的离子移动产生的现象；

2.电解液：能导电的液体或熔化的物质；

3.电解方程式：描述电解过程中发生的化学反应；

4.电池：将化学能转化为电能的装置； 5.电池的组成：电解质、正极、负极。

五、原理与应用

1.阳、阴极：正极为电解质中电离度较高的溶质，负极为电解质中电离度较低的溶质；

2.氯碱工业：通过电解食盐水制取氢氧化钠、氯气和氢气等。

六、非金属元素

1.非金属元素的性质：不良导电、不良导热、脆性、不良延展性；

2.非金属元素的两种状态：单质、化合物；

3.非金属元素的应用：氧气、氯气、氨气等。

七、金属与非金属元素的化合物

1.金属与非金属元素化合的方式：离子键、共价键、金属键；

2.同质与异质：金属与非金属元素之间化合物的名称。

总结：

第六章主要讲述了金属及其化合物的性质、氧化与腐蚀、防护与处理、电解与电池、非金属元素以及金属与非金属元素的化合物等内容。通过学习这章知识，我们了解了金属的特性和分类，以及金属的氧化和腐蚀现象，并学习了金属的防护与处理方法。同时，我们也了解了电解和电池的原理与应用，并学习了一些非金属元素的性质和应用。通过对金属及其化合物的学习，我们可以更好地理解材料的性质和应用，为以后的学习和实际应用提供了基础。

1 第一章 导热理论和导热微分方程

相互接触的物体各部分之间依靠分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而传递热量的过程称为导热。在纯导热过程中物体各部分之间没有宏观运动。

与固体物理的理论研究方法不同，传热学研究导热问题时不是对导热过程的微观机理作深入的分析，而是从宏观的、现象的角度出发，以实验中总结出来的基本定律为基础进行数学的推导，以得到如温度分布、温度-时间响应和热流密度等有用的结果。这种处理方法的物理概念简单明了，但所要求的数学知识和技能仍是复杂和困难的。本书在材料的选取上，注意在介绍有重要应用价值的结果的同时，也给予求解导热问题的典型数学方法以足够的重视，以培养和发展读者独立解决问题的能力。

1-1 导热基本定律

1-1-1 温度场

由于传热学以宏观的、现象的方式来研究导热问题，团此必须引入连续介质假定，以便用连续函数来描述温度分布。温度场就是在一定的时间和空间域上的温度分布。它可以表示为空间坐标和时间的函数。由于温度是标量，温度场是标量场。常用的空间坐标系有三种：直角坐标系、柱坐标系和球坐标系。在直角坐标系中，温度场可以表示为

(,,,)tfxyz （1-1-1）

式中：t表示温度；x、y、z为三个空间坐标；τ表示时间。

若温度场各点的温度均不随时间变化，即0t，则称该温度场为稳态温度场，否则为非稳态温度场。若温度场只是一个空间坐标的函数，则称为一维温度场；若温度场是两个或三个空间坐标的函数，则称为二维或三维温度场。

1-1-2 等温面与温度梯度

物体内温度相同的点的集合所构成的面叫做等温面。对应不同温度值的等温面构成等温面族。等温面与任一截面的交线形成等温线。由于等温线具有形象直观的优点，二维温度场常用等温线来表示温度分布。

由于在同一时刻物体的一个点上只能有一个温度值，所以不同的等温面不可能相交。它们或者在域内形成封闭曲线，或者终止于物体的边界。