传热学 第9章

1 传热学主要知识点

1. 热量传递的三种基本方式。

热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。 2 2．导热的特点。

a 必须有温差；b 物体直接接触；c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量；d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。

微观导热机理 气体 气体分子无规则的热运动

固体 导电固体：自由电子的运动

非导电固体：晶格振动

液体 3 3.对流（热对流）(Convection)的概念。

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。

4对流换热的特点。

当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点：

a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程

b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差

c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。

W )(tthAΦw2mW )(

fwtthAΦq 4 6. 热辐射的特点。

a 任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热辐射；

b 可以在真空中传播；

c 伴随能量形式的转变；

d 具有强烈的方向性；

e 辐射能与温度和波长均有关；

f 发射辐射取决于温度的4次方。 5 7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。导热系数：表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。

表面传热系数：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等。传热系数：是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。

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。

传热学第七版知识点总结

● 绪论

● 热传递的基本方式

● 导热（热传导）

● 产生条件

● 有温差

● 有接触

● 导热量计算式

● 重要的物理量Rt—热阻

● 热对流

● 牛顿冷却公式

● h—表面传热系数

● Rh—既1➗h—单位表面积上的对流传热热阻

● 热辐射

● 斯蒂芬—玻尔茨曼定律

● 黑体辐射力Eb

● 斯蒂芬—玻尔茨曼常量（5678）

● 实际物体表面发射率（黑度）

● 传热过程

● k为传热系数p5

● 第一章：导热理论基础

● 基本概念

● 温度场

● t=f（x，y，z，t）

● 稳态导热与非稳态导热

● 等温面与等温线（类比等高线）

● 温度梯度

● 方向为法线

● gradt

● 指向温度增加的方向

● 热流（密度）矢量

● 直角坐标系

● 圆柱坐标系

● 圆球坐标系

● 傅里叶定律

● 适用条件：各向同性物体

● 公式见p12

● 热导率

● 注意多孔材料的导温系数

● 导热微分方程式

● 微元体的热平衡

● 热扩散率

● 方程简化问题p19

● 有无穷多个解

● 导热过程的单值性条件

● 几何条件

● 物理条件

● 导热过程的热物性参数

● 时间条件

● 也叫初始条件

● 边界条件

● 第一类边界条件

● 已知温度分布

● 第二类边界条件

● 已知热分布

● 第三类边界条件

● 已知tf和h

● 第二章：稳态导热

● 通过平壁的导热

● 第一类边界条件

● 温度只沿厚度发生变化，H和W远大于壁厚

● 第三类边界条件

● 已知tf1和2，h1和2

● 通过复合平壁的导热

● 具有内热源的平壁导热

● 通过圆筒壁的导热

● 公式见p37

● 掌握计算公式及传热过程

● 掌握临界热绝缘直径dc

● 通过肋壁的导热

● 直肋

● 牛顿冷却公式

● 环肋

● 肋片效率

● 通过接触面的导热

● 了解接触热阻Rc

● 二维稳态导热

● 了解简化计算方法

● 形状因子S

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？

绪论

1.冰雹落体后溶化所需热量主要是由以下途径得到：

Q—— 与地面的导热量 fQ——与空气的对流换热热量

注：若直接暴露于阳光下可考虑辐射换热，否则可忽略不计。

6．夏季：在维持20℃的室内，人体通过与空气的对流换热失去热量，但同时又与外界和内墙面通过辐射换热得到热量，最终的总失热量减少。（TT外内）

冬季：在与夏季相似的条件下，一方面人体通过对流换热失去部分热量，另一方面又与外界和内墙通过辐射换热失去部分热量，最终的总失热量增加。（TT外内）。挂上窗帘布阻断了与外界的辐射换热，减少了人体的失热量。

7．热对流不等于对流换热，对流换热 = 热对流 + 热传导

热对流为基本传热方式，对流换热为非基本传热方式

8．门窗、墙壁、楼板等等。以热传导和热对流的方式。

9．因内、外两间为真空，故其间无导热和对流传热，热量仅能通过胆壁传到外界，但夹层两侧均镀锌，其间的系统辐射系数降低，故能较长时间地保持热水的温度。

当真空被破坏掉后，1、2两侧将存在对流换热，使其保温性 能变得很差。

10．tRRA1tRRA2218.331012m

11．qtconst直线

const 而为（t）时曲线

12. iR1R3R0R1ft q

首先通过对流换热使炉子内壁温度升高，炉子内壁通过热传导，使内壁温度生高，内壁与空气夹层通过对流换热继续传递热量，空气夹层与外壁间再通过热传导，这样使热量通过空气夹层。（空气夹层的厚度对壁炉的保温性能有影响，影响a的大小。）

13．已知：360mm、0.61()WmK•118ft℃2187()WhmK•

210ft℃22124()WhmK• 墙高2.8m，宽3m