传热学第一章 热量传递的基本方式
- 格式:ppt
- 大小:644.00 KB
- 文档页数:37
传热学知识点总结传热学知识点总结传热学,是研究热量传递规律的科学,是研究由温差引起的热能传递规律的科学。
大约在上世纪30年代,传热学形成了独立的学科。
以下是小编整理的传热学知识点总结,欢迎阅读!第一章§1-1 “三个W”§1-2 热量传递的三种基本方式§1-3 传热过程和传热系数要求:通过本章的学习,读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解,并能进行简单的计算,能对工程实际中简单的传热问题进行分析(有哪些热量传递方式和环节)。
作为绪论,本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化,具体更深入的讨论在随后的章节中体现。
本章重点:1.传热学研究的基本问题物体内部温度分布的计算方法热量的传递速率增强或削弱热传递速率的方法2.热量传递的三种基本方式(1).导热:依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。
传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。
傅立叶导热公式:(2).对流换热:当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。
牛顿冷却公式:(3).辐射换热:任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力,辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。
由于电磁波只能直线传播,所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。
黑体热辐射公式:实际物体热辐射:3.传热过程及传热系数:热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。
最简单的传热过程由三个环节串联组成。
4.传热学研究的基础傅立叶定律能量守恒定律+ 牛顿冷却公式 + 质量动量守恒定律四次方定律本章难点1.对三种传热形式关系的理解各种方式热量传递的机理不同,但却可以(串联或并联)同时存在于一个传热现象中。
2.热阻概念的理解严格讲热阻只适用于一维热量传递过程,且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。
思考题:1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和,经过拍打以后,效果更加明显。
为什么?2.试分析室内暖气片的散热过程。
绪论一、概念1. 传热学: 研究热量传递规律的科学。
2. 热量传递的基本方式: 热传导、热对流、热辐射。
3. 热传导(导热): 物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
(纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
)4. 热流密度:通过单位面积的热流量(W/m2)。
5.热对流: 由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。
热对流只发生在流体之中, 并伴随有导热现象。
6. 自然对流: 由于流体密度差引起的相对运功c7. 强制对流: 出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。
8. 对流换热:流体流过固体壁面时, 由于对流和导热的联合作用, 使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
9. 辐射: 物体通过电磁波传播能量的方式。
10.热辐射: 由于热的原因, 物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
11. 辐射换热:不直接接触的物体之间, 出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
12. 传热过程;热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。
13.传热系数: 表征传热过程强烈程度的标尺, 数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度。
14. 单位面积上的传热热阻:单位面积上的导热热阻: 。
单位面积上的对流换热热阻:对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。
15. 导热系数是表征材料导热性能优劣的系数, 是一种物性参数, 不同材料的导热系数的数值不同, 即使是同一种材料, 其值还与温度等参数有关。
对于各向异性的材料, 还与方向有关。
常温下部分物质导热系数: 银: 427;纯铜: 398;纯铝: 236;普通钢: 30-50;水: 0.599;空气: 0.0259;保温材料: <0.14;水垢: 1-3;烟垢: 0.1-0.3。
16. 表面换热系数不是物性参数, 它与流体物性参数、流动状态、换热表面的形状、大小和布置等因素都有关。
17. 稳态传热过程(定常过程):物体中各点温度不随时间而变。
第一章、基本内容:一、热量传递的三种基本方式⒈导热 掌握导热系数λ是一物性参数,其单位为w /(m·K);它取决于物质的热力状态,如压力、温度等。
⒉对流 掌握对流换热的表面传热系数h 为一过程量,而不像导热系数λ那样是物性参数。
⒊热辐射 掌握黑体辐射的斯蒂藩—玻耳兹曼定律。
二、传热过程与传热系数⒈传热过程 理解传热系数K 是表征传热过程强弱的标尺。
⒉热阻分析1、试分析室内暖气片的散热过程,各环节有哪些热量传递方式?以暖气片管内走热水为例。
答:有以下换热环节及热传递方式(1)由热水到暖气片管到内壁,热传递方式是对流换热(强制对流);(2)由暖气片管道内壁至外壁,热传递方式为导热;(3)由暖气片外壁至室内环境和空气,热传递方式有辐射换热和对流换热。
二、定量计算本节的定量计算主要是利用热量传递的三种基本方式所对应的定律,即导热的傅里叶定律,对流换热的牛顿冷却公式,热辐射的斯蒂藩—玻耳兹曼定律进行简单的计算。
另外,传热过程、热阻综合分析法及能量守恒定律也是较重要的内容。
1、一双层玻璃窗,宽1.1m ,高1.2m ,厚3mm ,导热系数为1.05W/(m·K);中间空气层厚5MM ,设空气隙仅起导热作用,导热系数为0.026W/(m·K)。
室内空气温度为25℃。
表面传热系数为20W/(m 2·K);室外空气温度为-10℃,表面传热系数为15W/(m 2·K)。
试计算通过双层玻璃窗的散热量,并与单层玻璃窗相比较。
假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。
解:(1)双层玻璃窗情形,由传热过程计算式:(2)单层玻璃窗情形:显然,单层玻璃窃的散热量是双层玻璃窗的2.6倍。
因此,北方的冬天常常采用双层玻璃窗使室内保温。
2、一外径为0.3m ,壁厚为5mm 的圆管,长为5m ,外表面平均温度为80℃。
200℃的空气在管外横向掠过,表面传热系数为80W/(m 2·K)。
绪论部分一、热量传递的三种基本方式⒈导热应充分理解导热是物质的固有本质,无论是气体、液体还是固体液态还是固态,都具有导热的本领。
利用傅里叶定律进行稳态一维物体导热量的计算。
应能区分热流量Φ和热流密度q。
前者单位是w,后者单位是w/m2,且q=Φ/A。
同时还应将热流量Φ与热力学中的热量Q区别开来,后者的单位是J。
传热学中引入了时间的概念,强调热量传递是需要时间的。
充分掌握导热系数λ是一物性参数,其单位为w/(m·K);它取决于物质的热力状态,如压力、温度等。
对不同的物质,可用教材的附录查得导热系数值。
⒉对流掌握对流换热是流体流过固体壁面且由于其与壁面间存在温差时的热量传递现象,它与流体的流动机理密不可分;同时,由于导热也是物质的固有本质,因而对流换热是流体的宏观热运动(热对流)与流体的微观热运动(导热)联合作用的结果。
初步会运用牛顿冷却公式或计算对流换热量。
注意其中A为换热面积,必须是流体与壁面间相互接触的、与热量传递方向相垂直的面积。
掌握对流换热的表面传热系数h为一过程量,而不像导热系数λ那样是物性参数。
也正因为如此,不同对流换热过程的表面传热系数的数量级相差很大。
⒊热辐射掌握热辐射的特点,区分它与导热及对流的不同之处。
掌握黑体辐射的斯蒂藩—玻耳兹曼定律。
它是一个黑体表面向外界发射的辐射热量,而不是一个表面与外界之间以辐射方式交换的热量。
通过对两块非常接近的互相平行黑体壁面间辐射换热的计算,以了解辐射换热的概念。
应注意三种热量传递方式并不是单独出现,常常串联或并联在一起起作用。
可以结合日常生活及工程实际中的实例加深理解。
二、传热过程与传热系数⒈传热过程充分理解传热过程是热量在被壁面隔开的两种流体之间热量传递的过程。
在传热过程中三种热量传递方式常常联合起作用。
能对一维平壁的传热过程进行简单的计算。
理解传热系数K是表征传热过程强弱的标尺。
既然对流换热表面传热系数h是过程量,它常作为传热过程的一个环节,因而传热系数也是过程量。
传热学知识点总结传热学,是研究热量传递规律的科学,是研究由温差引起的热能传递规律的科学。
大约在上世纪30年代,传热学形成了独立的学科。
以下是我整理的传热学知识点总结,欢迎阅读!第一章§1-1 “三个W”§1-2 热量传递的三种基本方式§1-3 传热过程和传热系数要求:通过本章的学习,读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解,并能进行简单的计算,能对工程实际中简单的传热问题进行分析(有哪些热量传递方式和环节)。
作为绪论,本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化,具体更深入的讨论在随后的章节中体现。
本章重点:1.传热学研究的基本问题物体内部温度分布的计算方法热量的传递速率增强或削弱热传递速率的方法2.热量传递的三种基本方式(1).导热:依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。
传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。
傅立叶导热公式:(2).对流换热:当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。
牛顿冷却公式:(3).辐射换热:任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力,辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。
由于电磁波只能直线传播,所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。
黑体热辐射公式:实际物体热辐射:3.传热过程及传热系数:热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。
最简单的传热过程由三个环节串联组成。
4.传热学研究的基础傅立叶定律能量守恒定律+ 牛顿冷却公式 + 质量动量守恒定律四次方定律本章难点1.对三种传热形式关系的理解各种方式热量传递的机理不同,但却可以(串联或并联)同时存在于一个传热现象中。
2.热阻概念的理解严格讲热阻只适用于一维热量传递过程,且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。
思考题:1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和,经过拍打以后,效果更加明显。
为什么?2.试分析室内暖气片的散热过程。
3.冬天住在新建的居民楼比住旧楼房感觉更冷。
————————————第一章—————————————1)热量传递的动力:温差2)热量传递的三种基本传递方式:导热,热对流,热辐射3)导热:单纯的导热发生在密实的固体中4)对流换热:导热+热对流5)辐射换热:概念:物体间靠热辐射进行的热量传递过程称为辐射换热;特点:伴随能量形式的转换(能-电磁波能-能),不需要直接接触,不需要介质,只要大于0k就会不停的发射电磁波能进行能量传递(温度高的大)。
6)温度场:是指某一时刻空间所有各点的温度的总称7)等温面:同一时刻,温度场中所有温度相同的点连接所构成的面等温线:不同的等温线与同一平面相交,则在此平面上构成一簇曲线称(注:不会相交不会中断)8)温度梯度:自等温面上一点到另一个等温面,以该点的法线温度变化率最大。
以该点的法线方向为方向,数值也正好等于这个最大温度变化率的矢量称为温度梯度gradt(正方向朝着温度增加的方向)9)热流密度:单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度10)热流矢量:等温面上某点,已通过该点最大的热流密度的方向为方向,数值上也正好等于沿该方向热流密度的矢量称为热流密度矢量(正方向高温指向低温)11)傅里叶定律:适用于连续均匀和各项同性材料的稳态和非稳态导热过12)导热系数比较:金属大于非金属大于液体大于气体,纯物质大于含杂质的。
13)导热系数变化特点:气体随温度升高而升高,液体随温度升高而下降,金属随温度升高而下降,非金属保温材料随温度升高而升高,多孔材料要防潮。
14)导热过程完整的数学描述:导热微分方程+单值性条件。
15)单值性条件:几何条件(大小尺寸)+物理条件(热物性参数+热源有无等)+时间条件(是否稳态)+边界条件16)边界条件:第一类边界条件:已知任何时刻物体边界面上的温度值第二类边界条件:已知任何时刻物体边界面上热流密度第三类边界条件:已知边界面周围流体温度t和面界面与流体之间的表面传热系数h 17)热扩散率:a,表示物体被加热或被冷却时,物体部各部分温度趋向均匀一致的能力。
(完整版)传热学知识点传热学主要知识点1. 热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2. 导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3. 对流(热对流)(Convection)的概念。
流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。
4 对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层5. 牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
q ' = h (t w - t ∞ )(w)= q 'A = Ah (t w - t ∞ )w / m 2h 是对流换热系数单位 w/(m 2 k) q ' 是热流密度(导热速率),单位(W/m 2)是导热量 W6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于 0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的 4 次方。
7. 导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数:当流体与壁面温度相差1 度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。
影响h 因素:流速、流体物性、壁面形状大小等传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
第一章导热理论基础1 傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
傅立叶定律(导热基本定律):q ' = -k ?dT q ' = -k ?T = -k (i ?T + j ?T + k ?T) x ?dx ?x ?y ?zq ' = -k ?T n ?nT(x,y,z)为标量温度场圆筒壁表面的导热速率 q r= -kA dTdr = -k (2rL ) dT dr垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度,方向与温度梯度相反。
第1章绪论热量传递过程由导热、对流、辐射3三种基本方式组成。
一导热导热又称热传导,是指温度不同的物体各部分无相对位移或不同温度的各部分直接紧密接触时,依靠物质内部分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递的现象。
1、傅里叶公式(W)λ——导热系数,。
(物理意义:单位厚度的物体具有单位温度差时,在单位时间内其单位面积上的导热量。
)2、热流密度(W/m2)二热对流热对流,依靠流体的运动,把热量从一处传递到另一处的现象。
1、对流换热对流换热:流体与温度不同的固体壁面接触时所发生的传热过程。
区别2、牛顿冷却公式h——对流换热系数,W/(m2·)。
(物理意义:流体与壁面的温差为1时,单位时间通过单位面积传递的热量。
)三热辐射物体表面通过电磁波(或光子)来传递热量的过程。
1、特点辐射能可以通过真空自由地传播而无需任何中间介质。
一切物体只要具有温度(高于0K)就能持续地发射和吸收辐射能。
不仅具有能量传递,还有能量的转换:热能——电磁波——热能。
2、辐射换热:依靠辐射进行的热量传递过程。
3、辐射力物体表面每单位面积在单位时间内对外辐射的全部能量。
(W/m2)C b——辐射系数,C b=5.67W/(m2·K4)。
4、辐射量计算四传热过程1、总阻2、总热流密度第2章导热问题的数学描述一基本概念及傅里叶定律1、基本概念等温面:由温度场中同一瞬间温度相同点所组成的面。
等温线:等温面上的线,一般指等温面与某一平面的交线。
热流线:处处与等温面(线)垂直的线。
2、傅里叶定律(试验定律)3、各向热流密度二导热系数1、定义式2、实现机理气体:依靠分子热运动和相互碰撞来传递热量。
非导电固体:通过晶体结构的振动来传递热量。
液体:依靠不规则的弹性振动传递热量。
3、比较同种物质:不同物质:4、温度线性函数三导热微分方程及定解条件1、导热微分方程拉普拉算子。
——热扩散率,。
分子代表导热能力,分母代表容热能力。
传热学主要知识点1.热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2.导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流(热对流)(Convection)的概念。
流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。
4对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于0 K,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的4次方。
7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数:当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。
影响h因素:流速、流体物性、壁面形状大小等。
传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
常温下部分物质导热系数:银:427;纯铜:398;纯铝:236;普通钢:30-50;水:;空气:;保温材料:<;水垢:1-3;烟垢:。
8.实际热量传递过程:常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。
9.复杂传热过程Upside surface: adiabaticDownside surface: adiabatic xai LL2L A/A/A/第一章导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
《传热传质学》概念汇总第一章绪论1.传热学:研究热量传递规律的科学。
2.热量传递的基本方式:导热、对流、辐射。
3.热传导:物体的各部分之间不发生相对位移,依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
4.纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
5.热流密度:单位时间内通过单位面积的热流量(W/m2)。
6.常温下导热系数(W/m℃):银:427;纯铜:398;纯铝:236;普通钢:30~50;水:0.599;空气:0.0259;保温材料:0.14;水垢:1~3;烟垢:0.1~0.37.热对流:由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。
8.热对流只发生在流体之中,并伴随有导热现象。
9.自然对流:由于流体密度差引起的相对运动。
10.强制对流:由于机械作用或其它压差作用引起的相对运动。
11.对流换热:流体流过固体壁面时,由于对流和导热的联合作用,使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
12.辐射:物体通过电磁波传播能量的方式。
13.热辐射:由于热的原因,物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
14.辐射换热:不直接接触的物体之间,由于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
15. 传热过程:热流体通过固体壁面将热量传给另一侧冷流体的过程。
16. 传热系数:表征传热过程强烈程度的标尺,数值上等于冷热流体温差1℃时,单位面积上的热流量(W/m 2℃)。
17. 单位面积上的传热热阻:kR K 1= 18. 单位面积上的导热热阻:λδλ=R 19. 单位面积上的对流换热热阻:hR 1=α 20. 对比串联热阻大小可以找到强化传热的主要环节。
21. 单位:物理量的度量标尺。
22. 基本单位:基本物理量的单位。
23. 导出单位:由物理含义导出,以基本单位组成的单位。
24. 单位制:基本单位与导出单位的总和。
25. 常用单位换算:Wh kcal kJ kcal Nkgf Pa atm 163.1/1;1868.4180665.91;1013251====第二章 导热基本定律及稳态导热26. 温度场:物体中温度分布的总称。