传 热 学-绪论
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传热学第一章绪论1.传热学的定义: 研究由于温度差而引起的热能传递规律的科学.2.热流量(heat transfer rate):单位时间内通过某一给定面积A的热量,记为Φ,单位为 W3.热流密度(或称面积热流量):通过单位面积的热流量,记为q,单位是 W/m24.稳态过程与非稳态过程稳态过程:热量传递系统中各点温度不随时间而改变的过程非稳态过程:各点温度随时间而改变的过程5.热传导的定义:物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而产生的热量传递过程1)导热是物质的固有属性2)固、液、气等均具有一定的导热能力3)纯导热只发生在密实的固体和静止的流体中导热现象的判断?1)有温差;2)密实固体或静止流体6.模型一平壁稳态导热.影响因素:平壁面积,厚度,温差平壁稳态导热的计算公式:7.λ —热导率,又称导热系数.单位:W/(m·K) (热物理参数)8.热对流:流体中温度不同的各部分发生相互混合的宏观运动而引起的热量传递现象特点: 1)发生在流体中2)流体内部必须存在温差3)流体必须有宏观运动4)伴随着热传导9.对流传热:流动的流体与温度不同的固体壁面间的热量传递过程.(热对流的一种方式,传热学研究方式).分类:按流体流动的起因:1)自然对流、自由对流:流体冷、热各部分密度不同而引起的2)受迫对流、强迫对流:流体的流动是在外力(在泵或风机)作用下产生的技巧:给出流体速度的为强迫对流按流体有无相变:1)无相变的对流传热2)有相变的对流传热:沸腾换热、凝结换热10.如何判断对流传热1)发生在壁面和流体之间:参与物质类型2)壁面和流体存在温差:热量传递的前提3)流体要运动:速度体现一定不要遗漏自然对流11.对流传热的计算—牛顿冷却公式(对流传热的热量传递速率方程)当流体被加热时:当流体被冷却时:h-表面传热系数(过程量),W/(m2·K)13.热辐射:由于自身温度(热)的原因而发出辐射能的现象(heat radiation)1)辐射传热:物体之间因为相互辐射、相互吸收而引起的热量传递过程2)理想物体:绝对黑体,简称黑体(能够全部吸收投射到其表面上辐射能的物体)14.黑体辐射的斯忒藩-玻耳兹曼(Stefan-Boltamann)定律实际物体的辐射能力:注意:1)σ—斯忒藩-玻耳兹曼常数,5.67×10-8W/(m2·K4) 2)ε—发射率(emissivity),习惯上也称为黑度,物性参数15.理想模型2—两平行黑体平板间的辐射传热(相距很近,表面间充满了透明介质)16.理想模型3—非凹表面1包容在面积很大的空腔2中注意:1)辐射传热必须采用热力学温度2)注意公式的使用条件3)“动态平衡”的含义(p8)17.导热、对流与辐射的辨析:1)导热、对流只在有物质存在的条件下才能实现;热辐射不需中间介质(非接触性传热)2)辐射不仅有能量的转移,而且伴随能量形式的转换;3)辐射换热是一种双向热流同时存在的换热过程;4)辐射能力与其温度有关,导热、对流与温差有关;导热与对流的辨析:气、液、固均具有导热能力,纯导热只发生在静止的流体中;对流只发生在流动的流体中;18.传热过程:热量由固体一侧的高温流体通过固体壁面传给另一侧低温流体的热量传递过程 。
第1章绪论§1.1 传热学的研究内容及其应用四、传热学在科学技术各个领域中的应用3.3.温度控制温度控制温度控制::为使一些设备能安全经济地运行为使一些设备能安全经济地运行,,或者为得到优质产品为得到优质产品,,要对热量传递过程中物体关键部位的温度进行控制部位的温度进行控制。
例如例如::电子器件的冷却航天器重返大气层时的热防护原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量:定律有:绪论第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流((热对流热对流))(Convection )4. 对流对流换热的特点换热的特点第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流((热对流热对流))(Convection )5. 对流对流换热量的计算换热量的计算换热量的计算------牛顿冷却定律牛顿冷却定律() w f ΦhA t t =− () w f q ΦA h t t ==−h —表面传热系数表面传热系数[[W/(m 2K)]Φ—热流量热流量[[W ],单位时间传递的热量q —热流密度热流密度[[W/m 2]A—与流体接触的壁面面积与流体接触的壁面面积[[m 2 ]w t —固体壁表面温度固体壁表面温度[[o C ]f t —流体温度流体温度[[o C ]()f w ΦhA t t =− ()f w q ΦA h t t ==−流体受冷流体受热第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流((热对流热对流))(Convection )6. 表面传热系数表面传热系数((h )是过程量是过程量,,与具体的换热过程有关与具体的换热过程有关,,受许多因素影响第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流((热对流热对流))(Convection )7. 对流热阻=1h t t ΦR hA ∆∆= =1h t t q r h∆∆=wt ft ΦhR 有限面积对流热阻1h R hA=单位面积对流热阻1h r h=第。