5-传热学与流体力学基础PPT
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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。