《传热学》第四讲20140328

1、傅里叶定律P35：在导热的过程中，单位时间内通过给定截面的导热量，正比于垂直该截面方向上的变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。

2、热导率（导热系数）P6、P37：表征材料导热性能优劣的参数，即是一种热物性参数，单位W/(m·k)。

数值上，其定义为单位温度梯度（在1m长度内温度降低1K）在单位时间内经单位导热面所传递的热量。

3、绝对黑体P9：简称黑体，是指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。

4、传热系数P13：数值上，它等于冷、热流体间温差△t=1°C、传热面积A=1m²时热流量的值，是表征传热过程强烈程度的标尺。

5、热扩散率P45：定义式为a=λ/ρc，它表示物体在加热或冷却中，温度趋于均匀一致的能力。

这个综合物性参数对稳态导热没有影响，但是在非稳态导热过程中，它是一个非常重要的参数。

6、接触热阻P67：在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气，与两个固体便面完全接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。

7、肋效率P62：表征肋片散热的有效程度。

肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温度下得散热量之比。

8、第一类边界条件P44：规定了边界上的温度值，称为第一类边界条件。

9、第二类边界条件P44：规定了边界上的热流密度值，称为第二类边界条件。

10、第三类边界条件P44：规定了边界上的物体与周围流体间的表面传热系数h及周围流体的温度t f，称为第三类边界条件。

11、集中参数法P117：当固体内部的导热热阻小于其表面的换热热阻时，固体内部的温度趋于一致，近似认为固体内部的温度t仅是时间τ的一元函数而与空间坐标无关，这种忽略物体内部导热热阻的简化方法称为集总参数法。

12、当量直径P？：定义：把水利半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径。

13、混合对流P273：当0.1≤Gr/Re2≤10时称混合对流。

14、定性温度P?：定性温度为流体的平均温度。

0.142 2.07
建筑砖
Δ t3=157.3-24.6=132.7
0.348
结论：多层平壁的稳态热传导中，热阻大的保温层，分配于该 层的温度差亦大，即温度差与热阻成正比。
4.2.4 通过圆筒壁的稳态热传导 1. 单层圆筒壁的稳态热传导 问题：与平壁稳态导热的异同点
相同点：一维稳态导热，Q=常数
不同点：1、热流方向不同 2、传热面积沿径向不同
t 热传导中， Q S，Q n
Q——传热速率，W；
t Q S n
t 或： q n
λ ——导热系数，W/（m· K） 或W/（m· ℃）； S——导热面积，垂直于热流方向的截面积，m2；
负号表示热流方向与温度梯度方向相反
4.2.2
导热系数
q t n
物理意义：导热系数在数值上等于单位温度梯度下的热通量。 λ ：表征物质的导热能力的大小，是物质的物性参数， W/（m·K）或W/（m·℃）。 λ ↑，导热能力↑。 λ =f(种类(固、液、气)、组成、结构、温度、压力） λ ：实验测定。 λ 金属＞λ 非金属 ＞ λ 液体＞ λ 溶液＞ λ 1. 固体的λ 金属是最好的导热体。 λ 非金属： t ↑, λ ↑ 2. 液体的λ
3、热流通量（ q Q / S）不同
S 2rL
dt dt Q S (2rL ) dr dr t1 t 2 t r2 dr t2 Q 2L Q 2 L dt 1 r2 R r1 r t1 ln r1
2L(r2 r1 )(t1 t 2 ) (t1 t 2 )(S 2 S1 ) 变形：Q r2 2L b S2 ln (r2 r1 ) ln S1 r1 2L
cde段膜状沸腾区增大到一定程度汽泡产生速度大于脱离的速度气体的导热系数比液体小的多使传热困难对流传热系数下降工业一般控制在核状沸腾区控制ttc核状沸腾也称为泡状沸腾65传热类型空气自然对流525水蒸气冷凝500015000空气强制对流30300有机蒸汽冷凝5003000水自然对流2001000水沸腾150030000水强制对流10008000有机物沸腾50015000有机液体强制对5001500值的大致范围66例48某一套管换热器内管为钢管外管的钢管

Lctptw
23/250291/4/16
0~τ范围内积分，得凝固层厚度的表达式
2 b L t w c ttp 0tw K
此式称为平方根定律，即凝固层厚度与凝固时 间的平方根成正比。式中
K2 b L t w c ttp 0tw
ms12
K 称为 凝固系数
24/250291/4/16
几种材质在不同冷却条件下的K值
由于砂型的导热系数较小，型壁较厚，所以平面 砂型壁可按半无限大平壁处理。本节得到的公式 应用于铸造工艺，可以计算砂型中特定地点在τ 时刻达到的温度和0~τ时间内传入砂型的累积热量。 瞬时热流密度qw和累计热量Q w都与蓄热系数成正 比，所以选择不同造型材料，即改变蓄热系数， 就成为控制凝固进程和铸件质量的重要手段。
物性的这种组合可表成: a c
cb W /m (2Cs1/2)
a b称为蓄热系数。它完全由材料的热物性构 成，它综合地反映了材料的蓄热能力，也是个热 物性。
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铸铁和铸型蓄热系数b的参考值。
热物性 材料
铸铁
导热系数 比热容 密度 热扩散率 蓄热系数
λ
c
ρ
a
b
46.5 753.6 7000 8.82×10－6 15600
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积蓄（或放出）热 量随时间而变化是过 程的又一个特点。于 是在工程计算中，确 定瞬时热流密度和累 计热量也是非稳态导 热问题求解的任务。 在图中，累计热量由 指定时间τ与纵坐标 间曲线下的面积表示。
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4-2 第一类边界条件下的一维非稳态导热
式：
qw ' Lctptw
d d
与式

1传热学2传热学内容介绍一、导热二、对流换热三、辐射换热四、换热器31.传热学定义传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。

2. 传热的动力——温度差3.三种基本传热方式导热、对流、辐射或热传导、热对流、热辐射¾注意：对流换热、辐射换热都不是基本传热方式41．传热的基本方式说法正确的是。

A．导热、对流和辐射B．导热、对流换热和辐射C．热传导、热对流和热辐射D．导热、对流换热和辐射换热答案：A 、C52．夏季在维持20℃的室内工作时一般穿单衣感到舒适，而冬季在保持20℃的室内工作时却必须穿绒衣才觉得舒适，这主要是因为。

A．冬季和夏季人的冷热感觉不一样B．在室内冬季人周围物体（墙体）的温度低于夏季人周围物体（墙体）的温度C．冬季房间的湿度小于夏季房间的湿度D．冬季房间的风速大于夏季房间的风速答案：B63．减少保温瓶的散热，将瓶胆的两层玻璃之间抽成真空，镀成镜面，可以减少。

A．辐射换热散热B．导热散热C．对流散热D．对流换热散热和辐射换热散热答案：D7第一章导热理论基础1.1 导热基本概念1.2 傅里叶定律1.3 导热系数1.4 导热微分方程1.5 导热过程的单值性条件81、导热定义：物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠分子、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。

2、导热机理：气体：分子不规则热运动；介电体：晶格振动金属：电子相互作用和振动；液体：晶格振动。

2、特点：导热是物质的属性，可在固体、液体及气体中发生；单纯的导热只发生在固体中。

91.1导热基本概念1、温度场1）定义：指某一时刻空间所有各点温度分布的总称。

（时间、空间）2）表示：（1）稳态温度场（2）一维稳态温度场（3）二维稳态温度场(),,,t f x y z τ=(),,t f x y z =()t f x =(),t f x y =102 、等温面与等温线1）特点：不相交2）作用：描述温度场3、温度梯度1）定义：自等温面上某点到另一个等温面，以该点法线方向为方向，数值等于该点法线方向的温度变化率的向量，称为温度梯度，用gradt 表示，正向朝着温度增加的方向。