传热学-讲义总复习

传热学是研究由温差引起的热能传递规律的科学。

单位时间内所传递的热量与物体中的温度差之间的关系三种类型的传热问题：强化传热；削弱传热；温度控制热量传递过程的推动力：温差第1章绪论热传导 热对流热辐射热流量、热流密度热导率（导热系数）、导热热阻表面传热系数、对流换热热阻传热过程f1f 21211t t Ah A Ah Φδλ−=++tk q t kA Δ=Δ=Φ或温度场(),,,t f x y z τ=等温面等温线温度梯度tt n∂=∂grad n温度梯度是矢量，指向温度增加的方向。

傅里叶定律t λ=−grad q tnλ∂=−∂n 各向同性物体在导热过程中，单位时间内通过给定截面的导热量，正比于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。

热导率及其特点导温系数导热微分方程+定解条件导热问题的数学描写：导热微分方程t t t t cx x y y z z ρλλλΦ⎡⎤⎛⎞∂∂∂∂∂∂∂⎛⎞⎛⎞=+++⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎜⎟∂τ∂∂∂∂∂∂⎝⎠⎝⎠⎝⎠⎣⎦第2章稳态热传导导热微分方程t t t t cx x y y z z ρλλλΦ⎡⎤⎛⎞∂∂∂∂∂∂∂⎛⎞⎛⎞=+++⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎜⎟∂τ∂∂∂∂∂∂⎝⎠⎝⎠⎝⎠⎣⎦稳态、常物性2222220t t t c x y z cλ∂∂∂Φρ∂∂∂ρ⎛⎞=+++⎜⎟⎝⎠ 稳态、无内热源、常物性2222220t t t c x y z λ∂∂∂ρ∂∂∂⎛⎞=++⎜⎟⎝⎠定解条件：几何、物理、时间、边界(a) 第一类边界条件给出边界上的温度分布及其随时间的变化规律：(b) 第二类边界条件给出边界上的热流密度分布及其随时间的变化规律(c) 第三类边界条件给出了与物体表面进行对流换热的流体的温度t f 及表面传热系数h 。

()w ,,,t f x y z τ=w wt q n ∂λ∂⎛⎞=−⎜⎟⎝⎠()w f w t h t t n ∂λ∂⎛⎞−=−⎜⎟⎝⎠第2章稳态热传导第2章稳态热传导平壁一维稳态导热w1w 4312123t t A A A δδδλλλ−Φ=++()w1w 11n nii t t R λΦ+=−=∑圆筒壁一维稳态导热()w1w 11n nii t t R λΦ+=−=∑()w1w 1111ln2n ni i iit t r lr πλ++=−=∑温度呈直线分布温度呈对数曲线分布肋片导热特点；肋片效率112t x t t t +−=δ∑=+−=n i i i n t t q 111/)(λδ)/ln()/ln(112121r r r r t t t t −+=]/)/[ln(/)(21111∑=++−=Φni i i i n d d t t l λπ∫−=Φ−21/)(21x x Adx t t λ)()]([0mH ch H x m ch −=θθ)(0mH mth A c θλ=Φ稳态导热λ=C λ≠Cλ=Cλ≠C ：等截面肋其他形状截面肋：∑=−+−=ni ii in t t q 111/)(λδt=f(x)非线性函数稳态导热问题分类其他一维无内热源圆筒壁平壁肋片(λ=C)球壁（具体公式略）Φ= ηf Φλ→∞有内热源问题第2章稳态热传导第3章非稳态热传导非稳态导热的定义，分类、特点（正规状况阶段、非正规状况阶段物理意义：固体内部单位导热面积上的导热热阻与单位表面积上的对流换热热阻之比。

传热学复习资料汇总一、名词汇总1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。

4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。

5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。

同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。

这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。

6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。

7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。

对流传热系数表示对流传热能力的大小。

8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。

辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。

9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。

复合传热系数表示复合传热能力的大小。

10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。

数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。

11．温度场：某一瞬间物体内各点温度分布的总称。

一般来说，它是空间坐标和时间坐标的函数。

12．等温面(线)：由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。

13．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。

14．热导率：物性参数，热流密度矢量与温度降度的比值，数值上等于 1 K／m 的温度梯度作用下产生的热流密度。

热导率是材料固有的热物理性质，表示物质导热能力的大小。

传热学复习资料（全）0.2.1、导热（热传导） 1 、概念定义：物体各部分之间不发⽣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的热运动⽽产⽣的热量传递称导热。

如：固体与固体之间及固体内部的热量传递。

3、导热的基本规1 ）傅⽴叶定律 1822 年，法国数学家如图所⽰的两个表⾯分别维持均匀恒定温度的平板，是个⼀维导热问题。

考察x ⽅向上任意⼀个厚度为dx 的微元层律根据傅⾥叶定律，单位时间内通过该层的热流量与温度变化率及平板⾯积A 成正⽐，即式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反。

2 ）热流量单位时间内通过某⼀给定⾯积的热量称为热流量，记为，单位 w 。

3 ）热流密度单位时间内通过单位⾯积的热量称为热流密度，记为 q ，单位 w/ ㎡。

当物体的温度仅在 x ⽅向发⽣变化时，按傅⽴叶定律，热流密度的表达式为:说明：傅⽴叶定律⼜称导热基本定律，式（1-1）、（1-2）是⼀维稳态导热时傅⽴叶定律的数学表达式。

通过分析可知：（1）当温度 t 沿 x ⽅向增加时，＞０⽽ q ＜０，说明此时热量沿 x 减⼩的⽅向传递；（2）反之，当 <0 时， q > 0 ，说明热量沿 x 增加的⽅向传递。

4 ）导热系数λ表征材料导热性能优劣的参数，是⼀种物性参数，单位： w/(m ·℃ )。

不同材料的导热系数值不同，即使同⼀种材料导热系数值与温度等因素有关。

5) ⼀维稳态导热及其导热热阻如图1-3所⽰，稳态 ? q = const ，于是积分Fourier 定律有：dxdt Aλ-=Φ⽓体液体⾮⾦属固体⾦属λλλλ>>>导热热阻,K/W 单位⾯积导热热阻，m2· K/W 0.2.2、热对流1 、基本概念1) 热对流：流体中（⽓体或液体）温度不同的各部分之间，由于发⽣相对的宏观运动⽽把热量由⼀处传递到另⼀处的现象。

一、热量传递的三种基本方式－－导热、对流、热辐射： 1、概念：1）基本概念：ⅰ）、导热的概念：物体各部分之间不发生相对位移，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。

ⅱ）、对流的概念：指由于流体的宏观运动，从而流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程 ⅲ）、热辐射：物体因热的原因发出辐射能的现象2）、传热的机理：ⅰ）导热依靠微观粒子的热运动：分子、原子的相互碰撞、晶格的振动等ⅱ）对流依靠流动的宏观运动：流体的相互位移或掺混ⅲ）热辐射：发射电磁波 2、热量传递的三个基本公式 1）导热的傅里叶定律（一维）：Φ－热流量（单位时间通过某一给定面积的热量),单位W q —单位时间内通过单位面积的热流量，单位W/m2 2) 对流换热的牛顿冷却定律： Ⅰ、对流换热：对流伴随有导热的现象 Ⅱ、牛顿冷却定律流体被加热时： 流体被冷却时： h —表面传热系数，与过程有关。

单位W/m2.K 3、热辐射（斯忒藩－玻尔兹曼定律)： （σ-斯忒藩－玻尔兹曼常量（黑体辐射常数）σ=5.67×10-8 W/(m2.K4) 实际物体热辐射量： 二、传热过程：1、 传热过程的概念：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。

2、传热过程热流量的计算：3、传热系数（单位W/m2.K)：三、热阻：串联环节的总热阻等于各分热阻之和，且稳态时， 各环节的热流量相等。

第二章 导热基本定律及稳态导热一、温度场、等温面、等温线、温度梯度的意义等温线的特点：物体中的任一条等温线要么形成一个封闭的曲线，要么终止在物体表面上，而不会与另一条等温线相交。

温度梯度：空间某点的温度的变化率。

二、导热的基本定律、意义 1)(1dxdt λAΦ--=dxdt A q λ-=Φ=t Ah t t Ah f w ∆=-=Φ)(t Ah t t Ah w f ∆=-=Φ)(4T A σ=Φ4T A σε=ΦtAk h h t t A f f ∆=++-=Φ212111λδ21111h h k ++=λδ2121222*********Ah A Ah t t Ah t t A t t Ah t t f f f w w w w f ++-=-=-=-=Φλδλδn nt gradt ∂∂=∂t1、导热基本定律（傅里叶定律）：2、傅里叶定律的意义：揭示了连续温度场内每一点的温度梯度与热流量间的联系。

传热学复习资料第一章概论一、名词解释热流量是单位时间内传递的热量，热流密度是单位传热面上的热流量。

导热是指物体内部温度差或不同温度物体接触时，物质微粒的热运动传递热量的现象。

对流传热是流体通过固体壁的热传递过程，包括表面对流传热和导热。

辐射传热是物体向周围空间发出和接收热辐射能的过程。

总传热过程是指热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程。

对流传热系数、辐射传热系数和复合传热系数分别表示对流传热能力、辐射传热能力和复合传热能力的大小。

总传热系数表示总传热过程中热量传递能力的大小。

二、填空题1.热量传递的三种基本方式为热传导、热对流、热辐射。

2.热流量是指单位时间内传递的热量，单位为W；热流密度是指单位传热面上的热流量，单位为W/m2.3.总传热过程是指热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数表示它的强烈程度。

4.总传热系数是指传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，单位为W/(m2·K)。

5.导热系数的单位是W/(m·K)，对流传热系数的单位是W/(m2·K)，传热系数的单位是W/(m2·K)。

6.复合传热是指复合传热系数等于对流传热系数和辐射传热系数之和，单位为W/(m2·K)。

7.单位面积热阻rt的单位是K/W，总面积热阻Rt的单位是m2·K/W。

8.单位面积的导热热阻可以表示为m2·K/W或K/W。

9.单位面积的对流传热热阻可以表示为1/h。

10.总传热系数K与单位面积传热热阻rt的关系为rt=1/K。

11.总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为Rt=1/KA。

12.稳态传热过程是指物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。

13.非稳态传热过程是指物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。

14.某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/(m2·K)，对流传热系数为270W/(m·K)，其复合传热系数为100 W/(m2·K)。

《传热学》总复习提纲[1]《传热学》提纲绪论1．导热、对流及对流换热、热辐射及辐射换热、复合换热及传热过程的概念。

2．三种基本传热方式的联系与区别。

导热基本定律及稳态导热一、导热基本定律1．温度场稳态温度场、非稳态温度场、一维温度场、二维温度场、均匀温度场等概念及数学式。

等温线、等温面概念及特点。

2．导热基本定律（傅里叶定律）1）温度梯度定义式、方向、单位。

2）热流密度、热流量定义、单位。

3）傅里叶定律定义式、各量符号、单位、适用条件及意义。

3．导热系数1）导热系数定义、符号、单位、物理意义。

2）影响导热系数数值的主要因素；保温材料。

二、导热微分方程及定解条件1．导热系数为常数、无内热源、稳态导热的导热微分方程；建立方程时依据的定律。

2．导热问题三类边界条件的语言叙述及数学表达式。

3．导温系数定义、物理意义、与导热系数的异同。

三、通过平壁、圆筒壁、球壳和肋片的一维稳态导热1．平壁的导热单层平壁温度分布、热阻、热流密度、热流量计算及温度分布特点；多层平壁热阻、热流密度、热流量、界面温度计算；串联热阻叠加原则及使用条件。

2．圆筒壁的导热单层圆筒壁温度分布、热阻、热流量、单位管长的导热热流量计算；多层圆筒壁热阻、热流量、单位管长的导热热流量、界面温度计算。

3．球壳的导热球壳温度分布、热阻、热流量计算。

4．肋片的导热肋片的作用、肋片导热的特点；过余温度概念；肋效率定义；温度分布、肋片散热量的计算；套管温度计测温误差原因及降低测温误差措施。

对流换热一、对流换热概说1．研究对流换热的目的、牛顿冷却公式的定义式、符号、意义；表面传热系数与何因素有关。

2．影响对流换热的因素。

3．对流换热的分类。

4．对流换热微分方程与导热问题第三类边界条件的区别。

二、对流换热问题的数学描写（对流换热微分方程组）建立对流换热能量微分方程、质量方程、动量守恒方程的意义。

三、对流换热的边界层1．粘性流体、层流与湍流、层流底层等概念；临界雷诺数及其作用；流体流过平板时的临界雷诺数数值、流体流过圆管时的临界雷诺数数值。

第一章 绪论1 基本概念热传导热对流、对流传热热辐射、辐射换热传热过程、总传热系数稳态传热过程非稳态传热过程热流量热流密度热阻辐射力2 计算公式平板导热量的计算：牛顿冷却公式 ：黑体表面的辐射力：传热方程式：热导率是物性参数。

表面传热系数h ，是表征对流换热过程强弱的物理量，与过程有关。

3 传热分析可以针对某过程，分析其存在的热量传热方式。

第二章 导热基本定律和稳态导热1 基本概念温度分布（温度场）、等温线、热导率、保温材料、热扩散系数定解条件：初始条件、边界条件：第一类边界条件、第二类边界条件、第三类边界条件 多层平壁、圆筒壁、多层圆筒壁肋片、肋片的分类肋片效率接触热阻2 计算公式导热基本定律 []W )(f w t t hA Φ-=[]2m W )( f w t t h A Φq -== )-(f21t t kA Φf = 21δλw w t t A Φq -==[]24m W T E b b σ=n n t gradt q ∂∂-=-=λλxt A Φ∂∂-=λ导热微分方程及其描述意义：一维稳态导热：平板和圆筒壁的分析求解过程热阻分析方法及其应用平板导热热阻：)/(A λδ圆筒壁热阻： 3 问题分析导热微分方程与导热问题对应分析、导热微分方程的化简分析；热导率的相对大小；一维导热体内温度分布分析；导热传热过程强化及消弱分析！4 一维稳态计算利用热阻概念计算一维稳态导热问题第三章 导热基本定律和稳态导热1 基本概念 非稳态导热 周期性非稳态导热 非周期性非稳态导热 热扩散率 集总体的概念 毕渥准则数 及其物理意义傅立叶数及其物理意义时间常数2问题分析第三类边界下非稳态导热的定性分析 集总体能量守恒方程建立符合集总体的判别条件第五章 对流换热原理1 基本概念对流换热流动边界层温度边界层（热边界层）温度边界层厚度的规定2 常用准则数及其物理意义普朗特数 努赛尔数：雷诺数： Φzt z y t y x t x t c +∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(λλλτρ )/ln(2112r r l R πλλ=a /Pr ν=()()[]()0//=∂--∂==y f w w l y t t t t hl Nu λνul =Re3 分析对流换热影响因素边界层与对流换热关系（局部换热系数与边界层厚度、流动状态关系） 强化传热措施4 计算 对流换热微分方程式：牛顿冷却公式：第六章 单相流体传热特征数关联式1 基本原理管内、管外局部表面传热系数的变化规律自然对流传热原理2 经验公式的应用一般过程：● 由经验公式：管内湍流：管外：注意定性尺寸、定性温度等的选择计算；● 计算 NU ：● 计算对流换热系数：h● 利用牛顿冷却公式，计算换热量：Q ，q 等第七章 凝结与沸腾换热1 基本概念膜状凝结珠状凝结大容器沸腾强制对流沸腾过冷沸腾饱和沸腾临界热流密度 ,0x y w x y t t t h =∞∂∂--=λ[]2m W )(∞=-t t h q w x x ⎩⎨⎧<>==)(3.0)(4.0 ;023.0f w f w f 8.0f f t t t t n Pr Re Nu n z p k n m C C s s C Nu ϕ)()Pr Pr (Pr Re 21m f f max f,=2 分析影响膜状凝结传热的因素大容器饱和沸腾曲线沸腾换热的强化凝结换热的强化。