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传热学简化

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传热学公式+例题总结!老衲亲手整理!考试中会出现的公式都在里面!

传热学公式+例题总结!老衲亲手整理!考试中会出现的公式都在里面!

——热传导)(21t t A Q -=δλ212111)(h h t t A f f ++-=Φλδ导热微分方程：c zt y t x t a t ρτ·222222)(Φ+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂)/(c a ρλ=肋效率： ＝实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量（ ＝）等截面直肋（肋端绝热）温度分布： θ=θ0ch(m(x-H))/ch(mH),肋端：热量：肋效率：()()()()()r o f f f o f r f f o f r f f o o fr fA h t t A h t t A A h t t A A A h t t A A ηηηΦ=-+-+=-+=-+()o o o o f h A t t η=-oη为肋面总效率（1）、集总参数法（Biv ＜0.1M,M=1（平板）,1/2（圆柱）,1/3（圆球）)τρθθVchA e t t t t -∞∞=--=00222()()hA hV AcV A V ch V A a Bi FoV A λττρλρτλ=⋅=⋅=⋅1、 平壁稳态导热 第一类边界条件：单层：x t t t t w w w δ121--=；221/)(m W t t q w w -=δλ多层∑∑=+=+-=-=ni in ni iin R t t t t q 1,11111λλδ第三类边界条件：传热问题2112111h h t t q n i i f f ++-=∑=λδ单位W/m22、 圆筒壁稳态导热 第一类边界条件单层：121121r r n r r nt t t t w w w =--()12212112212r r n l t t t t r r n lw w w w πλπλ-=-=Φ多层：∑=++-=Φn i i i i n w w r r n l t t 111,1121 λπ 第三类边界条件：1211112121ln 2121+=+++-=∑n ni i i f f l r h ri r r h t t q ππλπ单位：W/m——热对流λhlBi =，固体内部导热热阻与界面上换热热阻之比2la Fo τ=，非稳态过程的无量纲时间，表示过程进行的时间深度。

传热学简答分析题

传热学简答分析题

一．简答分析题1．牛顿冷却公式中的△t改用热力学温度△T是否可以？2．何谓定性温度，一般如何取法。

3．天花板上“结霜”，说明天花板的保温性能是好还是差。

4．同一物体内不同温度的等温线能够相交，对吗？为什么？5．何谓传热方程式，并写出公式中各符号的意义及单位。

6．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？7．毕渥数和努谢尔数均可写成的形式，二者有何区别？8．在圆筒壁敷设保温层后，有时会增加其散热损失，这是为什么？9．冬天，在同样的温度下，为什么有风时比无风时感到更冷？10．试用传热学理论解释热水瓶的保温原理。

11．比较铁、铜、空气、水及冰的导热系数的大小。

12．在空调的房间里，室内温度始终保持在20℃，但在夏季室内仅需穿件单衣，而在冬季却需要穿毛衣，这是什么原因？13．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。

14．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。

为使稀饭凉得更快些，你认为他应搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？15．窗玻璃对红外线几乎不透明，但为什么隔着玻璃晒太阳使人感到暖和？16.一铁块放入高温炉中加热，从辐射的角度分析铁块的颜色变化过程17.我们看到的常温物体呈现某一颜色，解释这一现象。

18.北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。

试问树叶上、下去面的哪一面结箱?为什么?19.夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。

为什么？20.为什么水壶的提把要包上橡胶？22.某管道外经为2r，外壁温度为tw1，如外包两层厚度均为r（即δ2＝δ3＝r）、导热系数分别为λ2和λ3（λ2 / λ3=2）的保温材料，外层外表面温度为tw2。

如将两层保温材料的位置对调，其他条件不变，保温情况变化如何？由此能得出什么结论？23.强化对流换热措施24.表面传热系数和传热系数为啥不是物性参数？26.冬天，新建的居民刚住进时比住了很久的旧楼房感觉冷。

《传热学》第9章-辐射换热的计算

《传热学》第9章-辐射换热的计算
有效辐射： 单位时间内离开单位面积表面的总辐射能, 用符号J表示。
J = E + ρG = εEb + (1 − α )G
漫灰表面之间的辐射换热
单位面积的辐射换热量=？
应该等于有效辐射与投入辐射之差
Φ= A
也等于自身辐射力与吸收的投入辐射能之差
J− Φ A
G = εEb
α =ε
− αG
Φ
=
Aε 1−ε
X
1,
2

1 ε1
− 1
+1+
X
2.1

1 ε2
− 1
= ε s A1 X1,2 (Eb1 − Eb2 )
εs
=

X
1,
2

1 ε1
−1 + 1 +
X
2.1

1 ε2
− 1 −1
系统黑度
6
两个漫灰表面构成的封闭空腔中的辐射换热
两块平行壁面构成的封闭空腔
角系数的曲线图
（a）平行的等面积矩形
（c）垂直的两个矩形
2 角系数的性质
(1) 相对性 (2) 完整性
A1 X 1,2 = A2 X 2,1
－互换性
封闭空腔的所有表面的角系数之和等于1
n
∑ X i , j = X i ,1 + X i ,2 +L+ X i ,i +L + X i ,n = 1
j =1
黑体辐射
Lb
=
Eb π
角系数的定义式
∫ ∫ Φ1→2 =
A1
A2
Eb1
cosθ1 cosθ 2 πr 2

传热学_简答题

传热学_简答题

传热过程： 热量从壁一侧的高温流体通过壁传给另一侧的低温流体的过程。

导热系数： 物体中单位温度降单位时间通过单位面积的导热量。

热对流： 只依靠流体的宏观运动传递热量的现象称为热对流。

外表传热系数： 单位面积上，流体与壁面之间在单位温差下及单位时间内所能传递的能量。

保温材料： 国家标准规定，凡平均温度不高于350度导热系数不大于0.12w/〔m.k 〕的材料。

温度场： 指某一时刻空间所有各点温度的总称。

热扩散率： a=cρλ 表示物体被加热或冷却时，物体内各局部温度趋向均匀一致的能力。

临界热绝缘直径c d ：对应于总热阻l R 为极小值的保温层外径称为临界热绝缘直径。

集中参数法： 当1.0B i 时，可以近似的认为物体的温度是均匀的，这种忽略物体内部导热热阻，认为物体温度均匀的分析方法。

辐射力： 单位时间内，物体的每单位面积向半球空间所发射全波长的总能量。

单色辐射力： 单位时间内，物体的每单位面积，在波长λ附近的单位波长间隔内，向半球空间发射的能量。

定向辐射力： 单位时间内，物体的每单位面积，向半球空间的某给定辐射方向上，在单位立体角内所发射全波长的能量。

单色定向辐射力： 单位时间内，物体的每单位面积，向半球空间的某给定辐射方向上，在单位立体角内所发射在波长λ附近的单位波长间隔内的能量。

辐射强度： 单位时间内，在某给定辐射方向上，物体在与发射方向垂直的方向上的每单位投影面积，在单位立体角内所发射全波长的能量称为该方向的辐射强度。

有效辐射：单位时间离开单位面积外表的总辐射能。

辐射隔热：为减少外表间辐射换热而采用高反射比的外表涂层，或在外表加设遮热板，这类措施称为辐射隔热。

黑体： 能全部吸收外来射线，即1=α的物体。

白体： 能全部反射外来射线，即1=ρ的物体，不管是镜面反射或漫反射。

透明体： 能被外来射线全部透射，即1=τ的物体。

热流密度： 单位时间单位面积上所传递的热量。

肋片效率： 衡量肋片散热有效程度的指标，定义为在肋片外表平均温度m t 下，肋片的实际散热量φ与假定整个肋片外表处在肋基温度o t 时的理想散热量o φ的比值。

传热学

传热学
等温线
华北电力大学
传热学 Heat Transfer
2、温度梯度
• 定义：沿等温面法线方向上的温度增量与法向 距离比值的极限。温度梯度表示为：
t t grad t n lim n n 0 n n
式中，n
是等温面法线方向上的单位矢量。
华北电力大学
传热学 Heat Transfer

华北电力大学
传热学 Heat Transfer
沿x 轴方向导入与导出微元体净热量
Φx Φx dx
同理可得：
t dxdydz x x
沿 y 轴方向导入与导出微元体净热量
Φy Φy dy
t dxdydz y y
t ( ) Φ 0 x x
华北电力大学
传热学 Heat Transfer
三、其它坐标系中的导热微分方程式
1. 圆柱坐标系（r, , z）
x r cos ; y r sin ; z z
t 1 t 1 t t c (r ) 2 ( ) ( ) r r r r z z
（3）微元体内热源生成的热量
ΦV Φdxdydz
5. 导热微分方程的基本形式
t t t t c ( ) ( ) ( ) Φ x x y y z z
非稳态项
华北电力大学
三个坐标方向净导入的热量
内热源项
传热学 Heat Transfer
传热学 Heat Transfer
利用两个边界条件
t
x 0, t t1 x , t t2
c2 t1 t 2 t1 c1
t1 t 2

《传热学》第四版_名词解释和简答的总结

《传热学》第四版_名词解释和简答的总结

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。

传热学


按照热阻串联相加原则可以直接写出:
Δt tf1 tf2 q Ri 1 1 2 3 1 h1 1 2 3 h2
• 推广到 n 层平壁:
q tf1 tf2
n
i 1 1 h1 i1 i h2
k ( tf1 tf2 )
例3-3：窑炉炉墙由厚115mm的耐火粘土砖和厚 125mm 的B级硅藻土砖再加上外敷石棉板叠成。 耐火粘土砖的， w /(m C ) 0.88 0.00058t C B级硅 藻土砖的 w /(mo C ) 0.0477 0.0002t o C
结论: 圆柱体内温度梯度沿径向是变化的.
圆柱坐标系热流量的最终表达形式：
Φ
tw1 tw2
1 r2 ln 2π l r1
t w1 t w2 ql r2 1 ln 2 π r1
注意: 圆筒壁按单位管长而不是按单位导热 面积来计算热流密度.单位是 W/m. 记住圆柱热阻的基本形式
对满足一维条件且层
2、计算热流量
利用傅立叶定律求解热流密度
dt q dx
d dx
dt dx 0
tw 1 tw 2 1 q o 1 b tw 1 tw 2 2
由平均导热系数的定义 知
dt m t w1 t w2
问题：（1）现在已经知道了q，如何计算其 中第 i 层的右侧壁温？
(2)为什么多层平壁中温度分布线不是 一条连续的直线而是一条折线?
解：（1）
1 外壁： q h1 (t f 1 tw1 ) tw1 t f 1 q h1 2 1 第一层： q (tw1 tw2 ) tw2 tw1 q 2 1

传热学知识点总结

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。

传热学简化


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，称为热对流，它是热传递的 另一种基本方式。所以热对流与流体的流 动有关。若热对流过程中单位时间通过单 位面积所有质量 的流体由温度 t1 的地方流到 t2处，则此热对流传递的热量 为(0-4 )
牛顿（ Isaac Newton ）的冷却定律公式
图 0-1 两流体间的传热过程
• 0-1
稳态传热
• 设有一大平壁，面积为 Am2 ，两侧分别为温度 tfl 的热流体和tf2的冷流体，两侧换热系数分别为 αl ’及α2，两侧壁面温度则分别为 twl 和tw2，壁 材料的导热系数为λ，厚度为δ，如图0-1 所示。 • 若传热工况不随时间变化，即各处温度及传热量 不随时间改变，传热过程处于稳态。 • 又设壁的长和宽均远大于它的厚度，可认为热流 方向与壁面垂直。若将该平壁在传热过程中的各 处温度描绘在同一 t-x 坐标图上，图中的曲线所 示，即该传热过程的温度分布。
实际物体的辐射力
• 实际物体的辐射力 • ( 0-8 ) • 式中：ε-为实际物体表面的发射率，又称黑 度，其值处于0-1 之间。
辐射换热
• 物体间靠热辐射进行的热量传递称为辐射 换热，它的特点是，在热辐射过程中伴随 着能量形式的转换（物体内能～电磁波 能～物体内能）； • 不需要冷热物体直接接触；不论温度高低， 物体都在不停地相互发射电磁波能，相互 辐射能量，高温物体辐射给低温物体的能 量大于低温物体向高温物体辐射的能量， 总的结果是热由高温体传到低温体。
传热学
概念
传热学在高端科学领域的作用1
• 航天飞机在地球轨道上将反复地经受因太 阳直接辐照产生的高温和进入地球阴影时 面对接近0K 的宇宙空间导致的低温，变化 范围达到 55-15℃ ，同时还要经受高真空 环境； • 航天飞机以 7 . 5km / s 的速度从 120km 高度重返地球大气层时，飞行器表面的热 流密度大约达 105W / m2 ，机翼前缘和头 锥帽上的温度高达 1650 ℃ 。

传热学V4-第九章-辐射传热的计算1


传热学 Heat Transfer
Shanghai Jiao Tong University
9-1 角系数的定义、性质与计算 角系数的性质 相对性
1
完整性
可加性
角系数的相对性：
两个表面间的角系数 X1,2和X2,1 不是独立存在的。
（推导基于立体角概念和兰贝特定律）
两个有限大小表面
A1 X 1, 2 A2 X 2,1
2
代数分析法
几何分析法、蒙特卡罗法…
代数分析法： 利用角系数的性质，通过求解代数方程组获得角系数的方法。
X1,2
A1 A2 A3 2 A1
以线段长度表示
X1,2
三个非凹表面组成的封闭系统
l1 l2 l3 2l1
SJTU-OYH
（忽略垂直方向两端辐射能的逸出）
传热学 Heat Transfer
三个漫灰面组成的封闭空腔
SJTU-OYH
传热学 Heat Transfer
Shanghai Jiao Tong University
9-3 多表面系统辐射换热的计算 网络法求解辐射换热的步骤： 3. 根据等效网络图，利用电路基尔霍夫定律（所有流向节点J的热流量代数和＝0），
列出节点的电流（热流量）方程；
X1, 2 X1, 2 A X1, 2 B
X 2,1 A2 A A X 2 A,1 2 B X 2 B ,1 A2 A2
角系数的直接相加仅适合角系数符号第二角码
SJTU-OYH
表面2到表面1
注意：
X 2,1 X 2 A,1 X 2 B,1
传热学 Heat Transfer
Shanghai Jiao Tong University
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热传递的三种基本方式
• 热传递有三种基本方式，即热传导、热对流和热 辐射。 • 实际的工程应用中所遇到的热传递现象，常常是 由几种基本方式共同作用的结果。例如房屋墙壁 在冬季的散热，可分为三段，首先热由室内空气 以对流换热和辐射方式传给墙内表面；再由墙内 表面以固体导热方式传递到墙外表面；最后由墙 外表面以空气对流换热和墙与物体间辐射方式把 热传给室外环境。
多孔介质中的传热传质
• 多孔介质中的传热传质是当今传热学科很活跃的 一个前沿领域。所谓多孔介质是以自然形态存在 的一类特殊材料，如土壤的团粒结构，很多建筑 材料，如混凝土、砖、砂石等，生物材料，像人 和动物的组织、脏器和皮肤等。它们一般是由固 体骨架或固体颗粒堆积组成的多相体系，其中的 质量、动量和热量的传递规律是揭开很多大自然 秘密的关键因素。 • 生物传热学是近年才发展起来的新兴传热学科分 支。
传热学在高端科学领域的作用2
• 航天飞机还必须能够经受太阳紫外线、高 能粒子和微陨可能的撞击。在这样严酷 的情况下要能够保证飞行安全，内部的人 员、设备不受任何干扰，必须采取特殊有 效的热防护措施一陶瓷防热瓦。 • 航天飞机和宇宙飞船均有5万件以上的零缺 陷的零部件。
海洋温差能
• 再比如地球上蕴藏海洋温差能极大，但是 可利用的温差仅 15-25 ℃ ，要在这样小的 温差下充分利用这个巨大的能源，非得有 换热效率极高的热交换设备不可。
• (0-5 )
• 式中 tw ― 固体壁面表面温度，℃ ； • tf ― 流体温度，℃ ； • α一对流换热表面传热系数，也称换热系数，其 意义是指单位面积上，当流体与壁之间为单位温 差，在单位时间内所能传递的热量， W / ( m2 ·℃ ）或 J / ( m2 ·S ·℃ ） ; α的大小反映 了对流换热过程的强弱，附录列出了一些典型条 件下α的范围，可供参考。。
与热量交换有关的参数及单位
• λ ：导热系数 W / ( m ·℃ ） • α:换热系数 • Κ：传热系数 • ：热扩散率是反映流体中分子热量扩 散能力的参数。 • E：辐射力 • 黑度：把实际物体的辐射力 E 与同温下黑 体辐射力 Eb 的比值称为该物体的黑度，即
多层平壁导热
• 工程中经常出现由导热系数不相同的几种 材料组成的多层平壁，如图 1-7 。在第一 类边界条件图 1-6 单层平壁的传热下的三 层平壁，各层之间紧密结合，即彼此接触 的两表面具有相同的温度，各层厚度分别 为δ1、δ2、δ3，导热系数分别为λ1、λ2、 λ3 ，两侧表面分别维持均匀稳定的温度twl 和 tw4 ，在稳态情况下，通过各层的热流 通量是相等的。
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，称为热对流，它是热传递的 另一种基本方式。所以热对流与流体的流 动有关。若热对流过程中单位时间通过单 位面积所有质量 的流体由温度 t1 的地方流到 t2处，则此热对流传递的热量 为(0-4 )
牛顿（ Isaac Newton ）的冷却定律公式
实际物体的辐射力
• 实际物体的辐射力 • ( 0-8 ) • 式中：ε-为实际物体表面的发射率，又称黑 度，其值处于0-1 之间。
辐射换热
• 物体间靠热辐射进行的热量传递称为辐射 换热，它的特点是，在热辐射过程中伴随 着能量形式的转换（物体内能～电磁波 能～物体内能）； • 不需要冷热物体直接接触；不论温度高低， 物体都在不停地相互发射电磁波能，相互 辐射能量，高温物体辐射给低温物体的能 量大于低温物体向高温物体辐射的能量， 总的结果是热由高温体传到低温体。
第二类边界条件2
• 一种简单而常见的典型情况是恒热流边界 条件 ( 1-20 ) • 若边界处热流通量等于零，则称为绝热边 界条件，此时第二类边界条件简化为( l-21 ) • 由此可见，第二类边界条件实质上就是给 定边界面上的温度梯度，无论它等于变量、 常数或是零。
第三类边界条件
• 第三类边界条件是已知边界面周围流体温 度tf，和边界面与流体之间的对流换热系数 α。根据牛顿冷却定律，物体边界面与流体 间的对流换热量可以写作 ( 1-22 )
图 0-1 两流体间的传热过程
• 0-1
稳态传热
• 设有一大平壁，面积为 Am2 ，两侧分别为温度 tfl 的热流体和tf2的冷流体，两侧换热系数分别为 αl ’及α2，两侧壁面温度则分别为 twl 和tw2，壁 材料的导热系数为λ，厚度为δ，如图0-1 所示。 • 若传热工况不随时间变化，即各处温度及传热量 不随时间改变，传热过程处于稳态。 • 又设壁的长和宽均远大于它的厚度，可认为热流 方向与壁面垂直。若将该平壁在传热过程中的各 处温度描绘在同一 t-x 坐标图上，图中的曲线所 示，即该传热过程的温度分布。
一种简单而常见的典型情况是恒壁温边界条 件。即
第二类边界条件1
• 第二类边界条件是已知任何时刻物体边界面上的 热流通量。该热流通量可以是空间位置和时间的 函数，第二类边界条件可以表示为 • • 因为傅里叶定律给出了热流通量矢量与温度梯度 之间的关系，所以第二类边界条件等于已知任何 时刻物体边界面法向的温度变化率的值，第二类 边界条件还可表示为 • ( l-19 ) • 式中：n 代表边界面某处的外法线方向。负号表 示热量减少为正。
雷诺数Re
• 从板前缘开始，在某一段距离 xｃ内，边界 层保持层流，超过这段距离后流体开始转 变为紊流，xｃ称为临界距离。xｃ由临界 雷诺数 Reｃ来确定。 • 雷诺数Re是个无量纲的数，被定义为 • 式中 L -定型尺寸；
传热过程三阶段
• 热量由热流体以对流换热传给壁左侧，对单位时间和单位面积有 • 热量以导热方式通过壁，则
• 热量由壁右侧对流换热传给冷流体 • 整理后得
• 对 Am2的平壁，传热量为
• 式中： K 为传热系数，它表明单位时间、单位壁面积上，冷热流体 间每单位温度差可传递的热量。
K -传热系数
• K的国际单位是
• 速度梯度大表明粘滞应力也大 (运动黏度=动力
黏度/流体密度)
图 3-4外掠平板流动边界层及局部换热系数
• 图 3-4
速度边界层的重要特征
• 综合上述分析，： • ( 1 ）边界层厚度与平壁的定型尺寸 L 相比是极 小的。 • ( 2 ）边界层内存在较大的速度梯度。 • ( 3 ）边界层沿流体流动方向逐渐增厚。 • ( 4 ）流场可以划分为边界层区和主流区（边界层 以外的区域， u 在 y 方向不再发生变化，称为主 流区，速度为主流速度u∞，只有在边界层内才显 示流体粘性的影响。
• 于是，第二类边界条件可以表示为 • ( 1-23 )
同一界面不能同时给出两种边界条件
• 对于稳态导热过程， tf 和 α不随时间而变 化； • 对于非稳态导热过程，tf 和 α可以随时间而 变化，这时还要给出它们和时间的具体函 数关系。 • 在确定某一边界面的边界条件时，应根据 物理现象本身在边界面的特点给定，不能 对同一界面同时给出两种边界条件。
傅里叶（ J osePh Fourier ）固体计算公式
• （0-1） • （0-2） • • • • •
式中 A-垂直于导热方向的壁面积， m 2 ; δ-壁厚度， m ; △t ― 壁两侧表面的温差， λ ― 导热系数，也称热导率。 意义：指具有单位温度差的单位厚度物体，在它的单位面 积上每单位时间的导热量，它的国际单位是 W / (m· ℃ ），它表示材料导热能力大小。
• 国家标准规定，当温度不高于 350 ℃ 时，导热系数小于 0 . 12W / ( m ·℃ ） 的材料称为保温材料（或绝热材料）， 如膨胀塑料、膨胀珍珠岩、矿渣绵等。 常温下空气的导热系数为 0 . 0257W / ( m ·℃ ），是很好的保温材料。
导热问题的四项定解条件
1 ．几何条件几何条件说明参与导热过程的物体的 几何形状和大小。对工程传热问题进行合理简化 和抽象，几何条件将发挥重要作用。 • 2 ．物理条件物理条件说明参与导热过程的物体 的物理特征。例如，给定各项物性参数，说明它 们是否随温度变化，是否存在内热源，是否均匀 分布等情况。 • 3 ．时间条件 • 4 ．边界条件
热辐射
• 导热或对流都是以冷、热物体的直接接触 来传递热量的，热辐射则不同，它依靠物 体表面对外发射可见和不可见的射线（电 磁波，或者说光子）传递热量。热辐射是 唯一一种非接触的传热方式。 • 物体表面每单位时间单位面积对外辐射的 热量称为辐射力，用 E 表示，它的常用单 位是 J / ( m2 ·S ）或 W / m2 ，其大小与 物体表面性质及温度有关。
边界条件1
• 边界条件说明导热物体在其边界面上与外部 环境之间在传热方面的相互联系。常见的边 界条件有三种 • ( 1 ）第一类边界条件是已知任何时刻物体 边界面上的温度值（可用于非稳态导热过程）
• 式中下标 S 表示边界面， tw 是温度在边界面 S 的给定值。
边界条件2
• 对于稳态导热过程， tw 不随时间发生变化， 但可以随位置不同发生变化。
热传导
• 热传导简称导热，是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，导热是物体的属性，导热过 程可以在固体、液体及气体中发生。但在 引力场下，单纯的导热一般只发生在密实 的固体中，因为，在有温差时，液体和气 体中难以维持单纯的导热。
单层平壁导热图
• 图 1-5 单层大平壁导热
单层平壁的热流通量
• 单层平壁的热流通量
• 若给定第三类边界条件，如图 1-6 ，应用热阻的概念可以 写出
• ( 1-31 )
图 1-6
易搞错的单位换算
б-微小量; d-微增量;△-变化量。
• 功量是迁移能，是热力系在热力过程中跨过边界 与外界交换的能量。 • 一旦它们越过边界，便转化为系统或外界的能量。 • 功量不是状态参数，说系统或外界在某状态下有 多少功是毫无意义的。 • 微元过程中，系统与外界交换的功量不是微增量 而是微小量，所以用符号бw、 бW(微小量 )，而 不用 dw 、 dw(微增量) 表示。