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6章传热及气体射流基本知识

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流体力学第6章讲解

流体力学第6章讲解

2、射孔的形状，圆孔口和方孔显然其扩张的情况不会相同。不同的射口形状有 不
同的实验值。用φ表示这个影响因素， 对圆断面射流 φ＝3.4，长条缝射孔 φ＝2.44。
圆孔综口合射这流两：个t影g响因素K：x k＝Kφα 3.4a
x
R 1 3.4 as 3.4( as 0.294)
r0
vm
vm r0 1
1
v0 R
2
1
[(11.5 )2 ]2d
0
9
第二节圆断面射流的运动分析
1
n
1
n
[(1 1.5 )2 ] d Bn; [(1 1.5 )2 ] d Cn
0
0
n
1
1.5
2
2.5
3
Bn
0.0985
0.064
0.0464
0.0359
0.0286
第一节无限空间淹没紊流射流特性
二、紊流系数a及几何特征
其斜率即：tga＝常数＝k。 对于不同的条件，k值是不同的常数，也叫实验常数。 通过实验发现，k值的影响因素有两个主要的因素：
1、射孔出口截面上气流的紊流强度。 紊流强度的大小用紊流系数a（A）来表示：a大紊流的强度就大，因此，紊
流 系数的大小可以反映出射流的扩张能力，所以，a也叫表征射流流动结构的 特征系数。另一方面，由于a反映的是射流混合能力的大小，因此，a还可以反 映孔口出口截面上的速度均匀程度。a越小，则混合能力越差，说明流速越均匀 。
二、断面流量Q
R
微环面的流量表达式 Q 2vydy Q0 r02v0
0
主体段：
R
Q
v r 0
y
y
2 ( )( )d( )

(完整版)第六章气体射流

(完整版)第六章气体射流

6.4 温差或浓差射流
温差（浓差）射流—本身温度（浓度）与周围有差异的射流 射流内边界层 温度内边界层
温度外边界层 射流外边界层
为简化，忽略温度（浓度）与射流速度边界的差
对于温差射流
出口截面与外界温差 轴心与外界温差
T0 T0 Te
Tm Tm Te
截面上某点与外界温差 T T Te
对于浓差射流
Q0v0 r02v02
任意截面动量
R
v2 ydyv
R 2v2 ydy
0
0
动量守恒
r02v02
R 2v2 ydy
0
6.2 圆断面射流的运动分析
根据紊流射流的特征来研究圆断面射流的速度、流量沿 射程的变化规律。
□ 6.2.1 轴心速度vm
方程两端同除 R2vm2 :
r02v02
喷嘴种类
带有收缩口的喷嘴 圆柱形管 带有导板的轴流式风机 带有导板的直角弯管 带有金属网的轴流式风机 收缩极好的平面喷口 平面壁上锐缘狭缝
具有导叶磨圆边口的风道纵向缝
a 0.066 0.08 0.12 0.20 0.24 0.108 0.118
0.155
2α 25o20' 29o00' 44o30' 68o30' 78o40' 29o30' 32o10'
41o20'
喷嘴上装置不同型式的风板栅栏，则出口截面上气流的扰动紊乱程度不同， 因而紊流系数 a 不同。扰动大的紊流系数 a 值增大，扩散角 α 也增大。
◇ 圆断面射流半径沿射程的变化规律
射流半径的沿程变化规律
R r0
3.4
as r0
0.294

《流体力学》第六章气体射流解析

《流体力学》第六章气体射流解析

第一节 无限空间淹没紊流射流的特征
气流自半径为R 的圆断面喷嘴喷 M 出，出口断面上 的速度认为均匀 分布。
A α r0
D
X0
起 始 段
主 体 段
C
B
核 心
R 0
边 E
Sn
S
界
层 F
X
紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发 生质量、动量交换，形成向周围扩散的锥体状流 动场。
射流核心 边界层 过渡断面（转折断面） 起始段及主体段 扩散角（极角）
注意几个符号的含义：
y,y0.5vm,v,vm,v0, yybc
用半经验公式表示射流各横截面上的
无因次速度分布为： v [1( y)1.5]2
vm
R
y R
v (11.5)2
vm
动力特征：
实验证明：射流中任意点上的静压强均等 于周围气体的压强。
因各面上所受静压强均相等，则x轴向外力 之和为零。
B0Kx
tgKxK3.4a
x
紊流系数
起 始 段
主 体 段
C
B
A
R
M
α r0
核 心
0
D X0
边 E
界 层
Sn
F
S
X
紊流系数与 出口断面上 紊流强度有 关，也与出 口断面上速 度分布的均 匀性有关。 （表6-1）
射流结构
紊流系数
喷嘴种类 带有收缩口的喷嘴
a
0.066 0.071
圆柱形管
带有导风板的轴流式通风机 带导流板的直角弯管
2
2 5 o2 0 ' 2 7 o1 0 '
29o00'
4 4 o3 0 ' 6 8 o3 0 '

第六章 气体射流要点

第六章 气体射流要点
(1) 夏天向热车间吹送冷空气以降温；冬天向工作 区吹送热空气以取暖等属于温差射流的例子。
(2) 向含尘浓度高的车间吹送清洁空气以改善工作
环境；向高温火焰炉内喷吹燃料和助燃空气等属于浓 差射流的例子。
温差或浓差射流分析，主要 是研究温差或浓差场的分布规律， 同时讨论由温差或浓差引起的射 流弯曲的轴心轨迹。
第六章
气体射流
气体自孔口﹑管嘴或条缝向外喷射所形成的 流动，称为气体淹没射流，简称气体射流。当出
口速度较大，流动呈现紊流状态时，叫做紊流射
流。 射流在水泵、蒸汽泵、通风机、化工设备和 喷气式飞机等许多技术领域得到广泛应用。
第六章
气体射流
射流与孔口管嘴出流的研究对象不同，射流
主要研究的是出流后的流速场、温度场和浓度场。 后者仅讨论出口断面的流速和流量。 出流空间大小，对射流的流动影响很大。出
流到无限大空间中，流动不受固体边壁的限制，
为无限空间射流，又自由射流。反之为有限空间 射流
射流的分类方法：
1.按射流流体的流动状态不同，可分为层流射流 和紊流射流。一般按喷口直径和出口流速计算的雷诺 数大于30以后即为紊流射流。 2.按射流流体的流动速度大小不同，可分为亚音 速射流和超音速射流。
3.按射流流体在充满静止流体的空间内扩散流动
—湍流系数，由实验决定，是表示射流 流动结构的特征系数。 湍流系数与喷口断面的湍流强度 和速度分 布均匀性有关。
a
（三） 射流边界层的运动特征
图6-2 主体段速度分布图
图6-3 起始段速度分布
y 1 m R
1.5 2

1
(三)、射流轴线的弯曲
温差射流或浓差射流的密度与周围流体介质的密度不同， 致使作用于射流质点上的重力与浮力不平衡，造成整个射流 向上或向下弯曲，如图9-6所示。但这时整个射流仍可看作是 对称于轴线的，因此，只要了解射流轴线的弯曲情况，便可知 道整个射流的弯曲情况。一般热射流和含轻密度物质的射流 向上弯曲；而冷射流和含重密度物质的射流向下弯曲。

6章传热及气体射流基本知识

6章传热及气体射流基本知识

（2）单层非平行壁面导热
tw1 −tw2 tw1 −tw2 Φ = 2πrlq = = ln(r2 r ) R 1 λ 2πλl t w1 − t w 2 Q W q= = m 1 l ln(d 2 d1 ) 2πλ
[W]
由不同材料构成的多层圆筒壁， 由不同材料构成的多层圆筒壁，其导 热热流量可按总温差和总热阻计算
K)]。 λ：导热系数（热导率）[W/( m K)]。 导热系数（热导率）
x 图2-1 一维稳态平板内导热
导热系数
λ固体>λ液体>λ气体 λ导电体>λ绝缘
工程中需要传热加强的例子:暖气片、 工程中需要传热加强的例子:暖气片、空调 风机盘管，过水热，各种热水换热设备。 风机盘管，过水热，各种热水换热设备。 工程中需要传热减弱的例子:管道保温、 工程中需要传热减弱的例子:管道保温、墙体 保温，窗户保温，人体保暖。 保温，窗户保温，人体保暖。 保温材料：国家标准规定，温度低于350 350度时 保温材料：国家标准规定，温度低于350度时 热导率小于0.12W/(mK) 的材料（绝热材料） 热导率小于0.12W/(mK) 的材料（绝热材料）
辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递， (4) 辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递，它 与单纯的热辐射不同，就像对流和对流换热一样， 与单纯的热辐射不同，就像对流和对流换热一样， (5) 辐射换热的特点 不需要冷热物体的直接接触； a 不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的 存在， 存在，在真空中就可以传递能量 b 在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换 物体热能 电磁波能 物体热能 无论温度高低， c 无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁 波 相互辐射能量； 能、相互辐射能量；高温物体辐射给低温物体的能 量大于低温物体辐射给高温物体的能量； 量大于低温物体辐射给高温物体的能量；总的结果 是热由高温传到低温

第六章 气体射流PPT课件

第六章 气体射流PPT课件

概述
横向动量交换，旋 涡的出现，使之质量交换， 热量交换，浓度交换。而 在这些交换中，由于热量 扩散比动量扩散要快些， 因此温度边界层比速度边 界层发展要快些厚些，如 图 6 一 6a 所示。实线 为速度边界层，虚线为温 度边界层的内外界线。
研究内容
浓度扩散与温度相似。在实 际应用中，为了简化起见，可以 认为，温度、浓度内外的边界与 速度内外的边界相同。于是参数 R 、 Q 、 vm 、 v1、 v2等可 使用前两节所述公式，仅对轴心 温差 △ Tm ，平均温差等沿射程 的变化规律进行讨论。
r0
r0
2、运动特征
轴心速度 最大，从轴心 向边界层边缘， 速度逐渐减小 至零。
距喷嘴距 离越远边界层 厚度越大，而 轴心速度则越 小，也就是速 度分布曲线不 断地扁平化了。
各参数定义
射流各截面上速度分布的 相似性。
3、动力特征
射流中任意点上的静压强均等于 周围气体的压强，即p=0。
各面上所受静压强均相等，x 轴 向外力之和为零。
为②边界层。 显然，射流边界层一方面不断地
向外扩散，带动周围介质进人边界层， 另一方面向射流中心扩展。
只有轴心点上速度为 u0的射流断
面 称为③ 过渡断面或转折断面。
以过渡断面分界，出口断面至 过渡断面称为射流④ 起始段。过 渡断面以后称为射流⑤ 主体段。
起始段射流轴心上速度都为
u0 ，而主体段轴心速度沿 x 方
三、紊流射流的特征
1、几何特征
射流半径和从极点起算的距离成正比， 即 BO =Kx。
扩散角α为一定值，其正切值
式中 K ― 试验系数，对圆断面射流 K=3.4a。
a ― 紊流系数，由实验决定，是表 示射流流动结构的特征系数。

6章 传热及气体射流基本知识


射流与周围介质的湍流动量交换， 射流与周围介质的湍流动量交换， 周围空气不断地被入， 周围空气不断地被卷入， 射流断面不断扩大， 射流断面不断扩大， 因而射流速度场向边界、 因而射流速度场向边界、沿射程不断衰减 流量沿程增加，射流直径加大， 流量沿程增加，射流直径加大， 但各断面的总动量保持不变。 但各断面的总动量保持不变。 将射流轴心速度保持不变的一段长度称为起始段， 将射流轴心速度保持不变的一段长度称为起始段， 起始段 其后称为主体段 空调工程中常用的射流段为主体段。 主体段， 其后称为主体段，空调工程中常用的射流段为主体段。
T 2 T 2 q = C 1 − 2 12 100 100
W 2 /m
是相当辐射系数。一般在0 5.67之间。 是相当辐射系数。一般在0-5.67之间。 之间
C 12
§6.2 传热过程 工程中，当辐射换热不是主要因素时，一般都 工程中，当辐射换热不是主要因素时， 把辐射换热量折算成对流换热量， 把辐射换热量折算成对流换热量，相应地加大 换热系数来考虑辐射的因素。称为总换热系数。 换热系数来考虑辐射的因素。称为总换热系数。 传热量： 传热量：
固体和液体可以认为: 固体和液体可以认为:
τ = 0, α + ρ = 1
能全部吸收辐射能的物体称为黑体。 能全部吸收辐射能的物体称为黑体。 黑体表面的辐射能力为： 黑体表面的辐射能力为：
E0 =C T4 0 C =5.67×108 W 2 ⋅ K4 /m 0
上式称为斯蒂芬-波尔兹曼定律，又称四次方定律。 上式称为斯蒂芬-波尔兹曼定律，又称四次方定律。 一般物体表面的辐射能力： 一般物体表面的辐射能力：
T E =C 100
4
T E =εC =εE0 0 100

传热及气体射流基本知识


黑体的辐射能力为
E0= C0T4
(6-7)
E0：黑体单位时间内单位面积向外辐射时的能 量，W/m2 ，称为黑体的辐射力。
C0：黑体的辐射常数，5.67×10-8 W/（m2·K4） 。 T： 绝对温度，K。
上式称为斯蒂芬-玻尔兹曼定律，又称四次方定
律。可改写成：
E0
C
0
(T 100
)
4
（6-8）
或
q d
dx
(
J
/(m
2
s)或W
/
m
2
)
（6-2）
式中
d
dx
：沿x方向面积为F处的温度梯度。
其它符号意义与式（6-1）相同。
式中负号“—”表示导热量和温度梯度方向相反。将式 （6-2）分离变量后可得 ：
qdx d
（6-3）
将（6-3）积分，并代入边界条件：当x=0时，
；1 x=x时， ，x则得：
（一）多层平壁
如房屋以红砖为主体砌成，墙壁内为白灰层， 外抹水泥砂浆、磁砌罩面等均为多层平壁。如 三层平壁导热，两侧表面均能维持稳定温度和， 且各层之间结合严密，接触面温度分别为和， 在稳定情况，通过各层的热流量是相等的，以 三层平壁的每层可分别写出：
Q
1
1
1
2
F
1 2 1 /(1 F )
1 R ,1
（6-5b）
d1、d2——管内径和外径（mm）。
【例】某一供热锅炉炉墙由三层砌成，内层为耐火砖层厚
=230mm，其导热系数=1.1W/（m·K），最外层为红砖 层厚=240mm，其导热系数=0.58W（m·K），内外层 之间填石棉隔热层，原=50mm，其导热系数=0.10W/

6 传热学基本知识


§6.2 传热过程
一、传热过程 二、平壁传热过程的计算
一、传热过程 工业生产中经常需要在温度不等的两种流体之间实现 热量交换，而流体又不能混合在一起，因此热交换过程 是在称之为换热器的设备中实现的。散热器的作用是让 内部的热水将热量传递给外部温度相对较低的空气，达 到了采暖的目的。 散热器的热交换经历了这样的过程：高温流体借助对 流换热将热量传递给固体壁面的一侧，在固体中经导热 将热量传递给固体的另一侧表面，再通过对流换热将热 量传递给紧靠这一侧的低温流体。 热量从壁面一侧的流体传递给另一侧流体的全过程， 热量从壁面一侧的流体传递给另一侧流体的全过程， 称为传热过程。 称为传热过程。
第六章 传热学基本知识
主要内容
§6.1 传热学基本知识 §6.2 传热过程
§6.1 传热学基本知识
一、导热（热传导） 二、热对流和对流换热 三、热辐射及辐射换热
由物理学知道热量的传递有三种基本方式：即 热传导、热对流和热辐射。但在实际工程遇到的热 传递现象，往往是由两种或三种基本方式同时出现 综合组成的传热过程。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
当壁面积为F(m2)时，总的传热量为： K为传热系数，含义是当壁面两侧流体的温度差为1K时，单位 时间内通过每平方米的壁面所传递的热量。K值越大，传热量越 多，因此K值表示了热流体的热量通过墙壁传给冷流体的能力。
由式(6—1)可知导热系数λ是表征该材料导热能 力的物理量。材料的导热系数越大，则其导热性越 好。不同材料的导热系数是不同的；即使对于同一 种材料，导热系数的数值也随所处状态的不同而有 差异。
二、热对流和对流换热 温度不同的流体各部分之间发生相对位移，把热量 从高温处带到低温处的热传递现象，称为热对流。所以 热对流只能发生在流体中，与流体的流动有关。由于流 体质点位移在改变空间位置时不可避免的要和周围流体 相接触，因而热对流的同时一定伴有导热存在。 工程上最关心的是流动着的流体与温度不同的壁面 接触时，它们之间所发生的热传递现象，例如管内流动 的热水与管内壁面间的换热，称之为对流换热。对流换 热过程是热对流和导热的综合过程。 对流换热又分为受迫 (强制)对流和自然(自由)对流换 强制)对流和自然(自由) 热。受迫对流是指流体在外力如风扇、泵等的作用下， 流过固体表面的运动。自然对流则是与固体邻接的较热 (或较冷)的流体内各处温度不同引起密度的不同而产生 或较冷) 的循环运动。

建筑设备ppt6 传热及气体射流基本知识


P113,图6-6
三,气体射流简介
有限空间紊流射流 第二临界断面:射流边界层受到影响, 射流主体流量为最大,回流流量亦为 最大. 贴附射流:喷嘴安装靠近顶棚,射流 贴附于顶棚上,回流区全部集中在射 流下部与地板间.
�
T Q = ε1 C0 1 F + Q2 (1α1 ) 1 100 T Q2 = ε2 C0 2 F + Q (1α2 ) 1 100
4 4
例6-2
T 4 T2 4 Q = Cn 1 F 100 100 4 4 q = C T T2 1 n 100 100
Q=
Q=
τ1 τ 4
Rλ1 + Rλ2 + Rλ3
τ1 τn+1
∑Rλ
i=1
n
i
一,传热学基本知识
求圆管的稳定导热热流量时:
dτ Q = λ F dx
应为
dτ Q = λ 2πrl dr
Q= 2πλl (τ1 τ2 ) d2 ln d1
分离变量积分后得
或通过单位长度管状的热流量为
q=
(τ1 τ2 )
1 d2 ln 2πλ d1
一,传热学基本知识
例6-1,P107
一,传热学基本知识
2 热对流和对流换热
热对流:温度不同的流体各部分之间发生相 对位移,把热量从高温处带到低渐处的 热传递现象. 热对流只能发生在流体中,与流体的流动有 关.热对流伴有导热存在. 对流换热:流动的流体与温度不同的壁面接 触时发生的热传递现象. 对流换热过程是热对流和导热的综合过程.
一,传热学基本知识
辐射能投射到物体上的能量,一部分被 吸收(吸收率),一部分可能被反射(反射 率),其余部分可能穿透物体(透射率).
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热电比拟
无限大平板
δ ∆t R= Φ = λA = 为热阻 λA δ δ /(λA) λ ∆t 温度差 λ 单位面积的传热热阻 q = ∆t = = δ δ /λ 热阻 δ
∆t
U1 − U 2 ∆U 电压差 I= = = R R 电阻 传热可以用类似电路计算的方式进行串并联计算。 传热可以用类似电路计算的方式进行串并联计算。
(3)导热的特点： (3)导热的特点： 导热的特点 1.气体传热依靠分子热运动分子运动速度增大， 1.气体传热依靠分子热运动分子运动速度增大，相互碰 气体传热依靠分子热运动分子运动速度增大 撞而传递热量； 撞而传递热量； 2.绝缘体固体导热主要依靠晶格的振动传递热量； 2.绝缘体固体导热主要依靠晶格的振动传递热量； 绝缘体固体导热主要依靠晶格的振动传递热量 3.导体的导热主要依靠自由电子热运动而传递热量； 3.导体的导热主要依靠自由电子热运动而传递热量； 导体的导热主要依靠自由电子热运动而传递热量 4.液体的导热一种是依靠晶格的振动传递热量理论。 4.液体的导热一种是依靠晶格的振动传递热量理论。 液体的导热一种是依靠晶格的振动传递热量理论 另一种是依靠分子热运动分子运动传递热量理论。 另一种是依靠分子热运动分子运动传递热量理论。
三、热辐射及辐射换热
(1)定义：有热运动产生的， (1)定义：有热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象 定义 特点： 任何物体，只要温度高于0 K， (2) 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； 可以在真空中传播； 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； 具有强烈的方向性； 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； 发射辐射取决于温度的4次方。 温度和波长均有关；f 发射辐射取决于温度的4次方。 生活中的例子： (3) 生活中的例子： 当你靠近火的时候，会感到面向火的一面比背面热； a 当你靠近火的时候 ， 会感到面向火的一面比背面热 ； 冬天的夜晚， b 冬天的夜晚，呆在有窗帘的屋子内会感到比没有窗 帘时要舒服； 帘时要舒服； c 太阳能传递到地面
辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递， (4) 辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递，它 与单纯的热辐射不同，就像对流和对流换热一样， 与单纯的热辐射不同，就像对流和对流换热一样， (5) 辐射换热的特点 不需要冷热物体的直接接触； a 不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的 存在， 存在，在真空中就可以传递能量 b 在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换 物体热能 电磁波能 物体热能 无论温度高低， c 无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁 波 相互辐射能量； 能、相互辐射能量；高温物体辐射给低温物体的能 量大于低温物体辐射给高温物体的能量； 量大于低温物体辐射给高温物体的能量；总的结果 是热由高温传到低温
例题
铜： q = λ
τ1 −τ 2 300 − 100 = 375 × = 1.5 ×106 W m 2 δ 0.05
τ −τ 300 − 100 钢： q = λ 1 2 = 36 .4 × = 1 . 46 × 10 5 W m 2 δ 0 . 05
0 . 05 τ −τ 2 300 − 100 q=λ 1 = 0 . 242 × = 9 . 68 × 10 2 W m 2 硅藻土砖： 硅藻土砖： δ 0 . 05
辐射换热、 辐射换热、 对流换热、 对流换热、 热传导
典型的传热设备
套管式换热器
典型的传热设备
单程列管式换热器
典型的传热设备
1----壳体 2----管束 3----挡板 4----隔板 双程列管式换热器
第一节 传热学基本知识
一、导热
定义： (1)定义：指温度不同的物体各部分或温度不同的两 物体间直接接触时，依靠分子、 物体间直接接触时，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)物质的属性 可以在固体、液体、 物质的属性： (2)物质的属性：可以在固体、液体、气体中发生 (3)导热的特点 导热的特点： 必须有温差； 物体直接接触； (3)导热的特点：a 必须有温差；b 物体直接接触； c 传热依靠分子热运动、 传热依靠分子热运动、原子及自由电子等微观 粒子热运动而传递热量； 粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导 热只发生在密实固体中。 热只发生在密实固体中。
tw1 −tw(n+1) Φ= n 1 r+1 ln i ∑ r i= 2 1 πλ L i i tw1 −tw(n+1) ql = n 1 r+1 ln i ∑ r i= 2 1 πλ i i
[W] [W m]
通过单位长度圆筒壁的热流量
例题
热电厂中有一直径为0.2m的过热蒸汽管道， 热电厂中有一直径为0.2m的过热蒸汽管道，钢管 0.2m的过热蒸汽管道 ， 壁厚为8mm ,钢材的导热系数为 λ1 = 45 W/(m·K)， 壁厚为8mm ,钢材的导热系数为 的保温层， 管外包有厚度为 δ = 0.12 m的保温层，保温材料的 导热系数为λ2 = 0.1W/(m·K)，管内壁面温度为 t w1 = K)， 300℃， 50℃。 300℃，保温层外壁面温度为 t w3 = 50℃。试求单位 管长的散热损失。 管长的散热损失。
(1)多层平壁 (1)多层平壁
Φ
则传热量为
τ1
τ1
δ1
τ2
δ2
δ3
λ1
τ2
λ2
τ3 τ 4
λ3
τ3
τ4
τ1 −τ 4 Φ= δ3 δ1 δ2 + + λ1 F λ2 F λ3 F
例题
一块厚度δ=50 的平板， 例题 1-1 一块厚度δ=50 mm 的平板， 两侧表面 分别维持在 t w1 = 300o C , t w 2 = 100o C. (1)材料为铜，λ=375 w/(mK ); (1)材料为铜， 材料为铜 (2)材料为钢， (2)材料为钢， λ=36.4 w/(mK ); 材料为钢 (3)材料为铬砖， )； (3)材料为铬砖， λ=2.32 w/(mK )； 材料为铬砖 (4)材料为铬藻土砖， )。 (4)材料为铬藻土砖， λ=0.242 w/(mK )。 材料为铬藻土砖 参见图 及一维稳态导热公式有： 解：参见图2-1。 及一维稳态导热公式有：
Stefan3、Stefan-Boltzmann 定律
Φ = AσT
，
4
，
q = σT
4
真实物体则为： 真实物体则为： = ε A σ T 4 Φ
4、 两黑体表面间的辐射换热 4 4 Φ = Aσ (T1 − T2 ) T T1 Nhomakorabea2
⇒ ⇒ ⇒ ⇐ ⇐ ⇐
σ T 24
σ T14
⇒
q1→ 2 = σ (T14 − T24 )
热对流
对流换热
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程， 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： 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 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动； 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
对流换热的计算
牛顿冷却定律 如： ∆t = t w − tf 加热公式
tw
tf
∆t = tf − t w 冷却公式
∆t Φ = qA = Ah∆t = 1 hA
为对流传热热阻
q = h∆t
1 R= hA
表0-1 一些表面传热系数的数值范围
对流换热类型 气体自然对流换热 液体自然对流换热 气体强迫对流换热 液体强迫对流换热 液体沸腾 蒸气凝结 表面传热系数 h W /( m2⋅K) 1～10 50～1000 20～100 1000～15000 2500～35000 5000～35000
K)]。 λ：导热系数（热导率）[W/( m K)]。 导热系数（热导率）
x 图2-1 一维稳态平板内导热
导热系数
λ固体>λ液体>λ气体 λ导电体>λ绝缘
工程中需要传热加强的例子:暖气片、 工程中需要传热加强的例子:暖气片、空调 风机盘管，过水热，各种热水换热设备。 风机盘管，过水热，各种热水换热设备。 工程中需要传热减弱的例子:管道保温、 工程中需要传热减弱的例子:管道保温、墙体 保温，窗户保温，人体保暖。 保温，窗户保温，人体保暖。 保温材料：国家标准规定，温度低于350 350度时 保温材料：国家标准规定，温度低于350度时 热导率小于0.12W/(mK) 的材料（绝热材料） 热导率小于0.12W/(mK) 的材料（绝热材料）
两黑体表面间的辐射换热
传热过程是指热量从固体壁面一侧的流体通过 固体壁面传递到另一侧流体的过程。 固体壁面传递到另一侧流体的过程。 传热过程由三个相互串联的环节组成: 传热过程由三个相互串联的环节组成:
第六章 传热及气体射流基本知识
本章重点： 本章重点： 热量传递的基本方式： 热量传递的基本方式： 导热: 导热:温度不同的物体相互接触是的热传 导。 对流:热量随着流体的流动传递热量。 对流:热量随着流体的流动传递热量。 热辐射:依靠红外线传热。 热辐射:依靠红外线传热。 传热过程和传热系数 介绍建筑采暖工程必需的热量传递的基本 知识 。
辐射能的计算
辐射换热的研究方法：假设一种黑体， 1、 辐射换热的研究方法：假设一种黑体，它只关 心热辐射的共性规律，忽略其他因素，然后， 心热辐射的共性规律，忽略其他因素，然后，真 实物体的辐射则与黑体进行比较和修正， 实物体的辐射则与黑体进行比较和修正，通过实 验获得修正系数， 验获得修正系数，从而获得真实物体的热辐射规 律 黑体的定义： 2、 黑体的定义：能吸收投入到其表面上的所有热 辐射的物体，包括所有方向和所有波长，因此, 辐射的物体，包括所有方向和所有波长，因此, 相同温度下，黑体的吸收能力最强. 相同温度下，黑体的吸收能力最强.