主要内容本章介绍了三种基本传热方式,即导热、对流传热

传热的基本概念及三种基本方式特点、区别和联系。

摘要：一、传热基本概念二、传热三种基本方式特点三、传热三种基本方式区别四、传热三种基本方式联系正文：传热是物体之间由于温度差异而发生的能量传递现象。

在工程、自然界和日常生活中，传热现象无处不在。

根据热力学原理，传热主要有三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。

一、传热基本概念1.热传导：热传导是指在温度不同的物体之间，由于分子内能的碰撞和传递，使热量从高温端传递到低温端的过程。

热传导通常发生在固体中，尤其是金属材料。

2.热对流：热对流是指在流体（如气体和液体）中，因温度差异产生的密度差导致流体发生运动，从而实现热量传递的过程。

热对流主要包括自然对流和强制对流两种。

3.热辐射：热辐射是指物体在较高温度下，由于分子、原子或自由电子的热运动产生的电磁波向外传播的过程。

热辐射可以在真空中进行，无需介质。

二、传热三种基本方式特点1.热传导：速度快，能量损失小，适用于固体材料之间的热量传递。

2.热对流：速度较快，能量损失较大，适用于流体之间的热量传递。

3.热辐射：速度最快，能量损失较大，适用于真空中的热量传递。

三、传热三种基本方式区别1.传播介质：热传导和热对流需要介质，而热辐射无需介质，可在真空中进行。

2.温度差异：热传导和热对流需要温度差异，而热辐射可以在温度相同的情况下发生。

3.能量损失：热传导和热对流能量损失较小，热辐射能量损失较大。

四、传热三种基本方式联系1.联合传热：在实际工程和自然界中，传热过程往往是多种方式共同作用的结果。

如太阳能热水器中，太阳辐射与热传导、热对流共同完成热量传递。

2.转换关系：在一定条件下，一种传热方式可以转换为另一种传热方式。

如在热机中，热辐射转换为热传导，进而转换为热对流。

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。

由于电磁波只育請线传播，所以只有两个物体相互看得见的咅盼才能发生辐射换热。

黑体热辐射公式：实际物体热辐射：3. 传热过程及传热系数：热量从固壁一则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。

试用传热学观点解释原因。

4. 从教材表1-1给出的几种h数值，你可以得到什么结论？5. 夏天，有两个完全相同的液氮贮存容器放在一起，一个表面已结霜，另一个则没有。

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)。

第三章传热过程内容提要：本章先对传热的三种基本方式即传导传热、对流传热和辐射传热以及工业上的换热方法进行介绍，然后着重讨论传导传热、对流传热的机理和传导传热、对流传热的速率方程式，在此基础上建立总传热速率方程。

冷热流体通过固体壁面进行热交换时的热量衡算及与总传热方程相结合解决热交换过程中的问题。

对强化和抑制传热过程的途径以及列管式热交换器的基本结构仅作简单介绍。

学习指导：了解传导传热和对流传热的机理，掌握传导传热、对流传热的速率方程式，掌握总传热速率方程式并对其中的总传热系数K、传热平均温度差Δtm能分别计算，能将热交换中热量衡算式与总传热方程相结合而解决热交换中的计算问题。

了解强化和抑制传热过程的方法以及列管式热交换器的基本结构。

第一节概述在自然界，在人们的生产和日常生活中，每时每刻都在发生由于物体或系统内部温度不同而使热量自动地转移到温度较低的部分的过程，这一过程称为热的传递简称传热。

而本章主要研究化工生产中的传热。

一、化工生产中的传热过程在化工生产、科学实验中随时会遇到热量传递问题，化工生产中的化学反应要求在一定温度下进行，而适宜的温度依靠加热或冷却才能实现。

例如，氮、氢合成氨、由氨氧化制硝酸、萘氧化制苯酐等，由于催化剂的活性和反应的要求，反应温度必须控制在一定的范围，过高过低都会导致原料利用率降低，温度控制不当甚至会发生事故。

又如在蒸馏、蒸发、干燥、结晶、冷冻等操作中也必须供给或移走一定的热量才能顺利进行。

在这类情况下，要求热量的传递速率要高，即通常所说的要求传热良好。

另有一类情况如高温或低温下操作的设备或管道，为了保持其温度应尽量隔绝热的传递即要求传热速度要低，即通常所说的保温。

此外，能量的充分利用是化工生产尤其是大型生产中极为重要的问题，为了充分利用反应热，回收余热和废热以降低生产成本，工业上大量使用热交换器，这都涉及到热量的传递问题。

传热过程是研究具有不同温度的物体内或物体间热量的传递。

物体的热传导规律热传导是指热量从高温区域传递到低温区域的过程，物体的热传导规律描述了热量在物体中传导的方式和特性。

本文将从微观角度分析物体的热传导规律，并介绍热传导的三种方式：导热、对流和辐射。

一、热传导的微观解释热传导是由物体内部分子或原子之间的碰撞和能量传递引起的。

微观上，物体中的分子或原子在热力学平衡状态下随机运动，高温区域的分子具有较大的动能，而低温区域的分子具有较小的动能。

当两个区域接触时，高温区域的分子向低温区域传递能量，使得整个物体的温度逐渐达到平衡。

二、导热传导导热传导是最常见的热传导方式，也是最主要的传热方式。

在固体中，导热主要通过晶格中的原子振动传递。

当固体受热时，高温区域的原子振动会引起周围原子的振动，从而使热量迅速传导。

导热的速率取决于物体的热导率和温度梯度。

热导率是描述物体导热性能的物理量，单位为瓦特/(米·开尔文)，常用符号为λ。

三、对流传热对流传热是通过流体介质传递热量的方式。

当物体表面与流体接触时，流体受到物体加热而热胀冷缩，在流动过程中带走物体表面的热量，从而实现热传递。

对流传热具有较高的传热效率，适用于气体和液体介质。

对流传热速率与温度差、流体速度和流体性质有关。

四、辐射传热辐射传热是通过电磁波传递热量的方式。

所有物体都会辐射能量，其中黑体是指能够完全吸收和辐射热量的物体。

辐射传热不需要介质参与，可以在真空中传播，因此适用于空气、真空等无法进行对流传热的环境。

辐射传热速率与物体的温度、表面特性以及辐射的波长有关。

五、物体热传导规律的应用物体的热传导规律在工程、制造和日常生活中有着广泛的应用。

例如，在制冷设备中，需要通过导热将热量从冷冻室传导到冷凝器中。

在建筑领域，需要通过对流传热保持室内的适宜温度。

同时，辐射传热在太阳能电池板、太阳能热水器等领域中得到广泛应用。

六、总结物体的热传导规律是热力学和能量传递的基础，详细解释了热量在物体中传导的方式和特性。

1•传导传热是指温度不同的物体直接接触，由于自由电子的运动或分子的运动而 发生的热交换现象。

温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间热能的传递过程，称为传导传热。

传热过程中，物体的微观粒子不发生宏观的相对移动，而在其热运动相互振动或 碰撞中发生动能的传递，宏观上表现为热量从高温部分传至低温部分。

微观粒子 热能的传递方式随物质结构而异，在气体和液体中靠分子的热运动和彼此相撞， 在金属中靠电子自由运动和原子振动。

⑴对流传热是热传递的一种基本方式。

热能在液体或气体中从一处传递到另一处的过程。

主要计算分类对于宅瘟畀捲T 特担黑举为聲疑*ao2、多层平面壁的计算1、单层平壁的计算⑴序+购珅子连嘉荐挑扯ft qg 醴円畀…是由于质点位置的移动，使温度趋于均匀。

是液体和气体中热传递的主要方式。

但也往往伴有热传导。

通常由于产生的原因不同，有自然对流和强制对流两种。

根据流动状态，又可分为层流传热和湍流传热。

化学工业中所常遇到的对流传热，是将热由流体传至固体壁面（如靠近热流体一面的容器壁或导管壁等），或由固体壁传入周围的流体（如靠近冷流体一面的导管壁等）。

这种由壁面传给流体或相反的过程，通常称作给热。

定义对流仅发生于流体中，它是指由于流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位弯管中的对流传热⑴由于流体间各部分是相互接触的，除了流体的整体运动所带来的热对流之外，还伴生有由于流体的微观粒子运动造成的热传导。

在工程上，常见的是流体流经固体表面时的热量传递过程，称之为对流传热。

[2]对流传热通常用牛顿冷却定律来描述，即当主体温度为tf的流体被温度为tw 的热壁加热时，单位面积上的加热量可以表示为q=a（tw-tf），当主体温度为tf的流体被温度为tw的冷壁冷却时，有q=a（tf-tw）式中q为对流传热的热通量，W/m2 a 为比例系数，称为对流传热系数，W/（m2「C）。

牛顿冷却公式表明，单位面积上的对流传热速率与温差成正比关系。