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c
7．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)/(2kmW。
14．单位面积上的传热热阻：kRk1
单位面积上的导热热阻：R。
单位面积上的对流换热热阻：hR1
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h
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。
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 W
3. 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/m2
4.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）
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)
Cb——辐射系数，Cb=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。（表征物
传热学典型习题详解
绪论部分
一、基本概念
主要包括导热、对流换热、辐射换热的特点及热传递方式辨析。
1、冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。
答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进人更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小(20℃，1.01325×105Pa时，空气导热系数为0.0259W/(m·K)，具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。
2、夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传热的观点分析原因。
答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。夏季室外温度比室内气温高，因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。而冬季室外气温比室内低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此，尽管冬季室内温度(22℃)比夏季略高(20℃)，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷感的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。
3、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。
4、冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度t高于0℃，有人却发现地面上结有—层簿冰，试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)。
解：如图所示。假定地面温度为了Te，太空温度为Tsky，设过程已达稳态，空气与地面的表面传热系数为h，地球表面近似看成温度为Tc的黑体，太空可看成温度为Tsky的黑体。则由热平衡：
