热工基础-传热学篇
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904热工基础1. 简介热工基础是热能转换与利用工程的基础学科,主要研究热力学、传热学和流体力学等方面的知识。
它是工程领域中非常重要的一门学科,涉及到许多实际生产和应用中的问题。
本文将从以下几个方面对904热工基础进行详细介绍。
2. 热力学热力学是研究能量转化和能量传递规律的一门科学。
在904热工基础中,我们需要掌握一些基本概念和定律,如能量、功、焓、内能等。
同时还需要了解一些重要的循环过程,如卡诺循环、布雷顿循环等。
通过对这些内容的学习,我们可以深入理解能量转换过程中的各种现象和规律。
3. 传热学传热学是研究物体之间由于温度差而发生的能量传递规律的一门科学。
在904热工基础中,我们需要了解传热过程中的三种传热方式:导热、对流和辐射。
此外,我们还需要了解传热的基本定律,如傅里叶定律、牛顿冷却定律等。
通过对传热学的学习,我们可以有效地控制和利用能量的传递,提高能源利用效率。
4. 流体力学流体力学是研究流体运动规律和流体静力学的一门科学。
在904热工基础中,我们需要了解一些基本概念和定律,如密度、压力、速度等。
同时还需要了解一些重要的流动方程和流动理论,如质量守恒方程、动量守恒方程等。
通过对流体力学的学习,我们可以深入理解流体在热工领域中的应用和问题。
5. 应用与实践904热工基础不仅仅是理论知识的学习,更重要的是将所学知识应用到实际生产和工程项目中。
在这个环节中,我们需要掌握一些实践技能和方法。
例如,在设计一个热能转换设备时,我们需要考虑到各种因素,并进行合理的计算和优化;在进行能源管理时,我们需要分析并改进现有系统以提高能源利用效率等。
通过实践,我们可以将所学知识转化为实际应用的能力。
6. 总结904热工基础是热能转换与利用工程中非常重要的一门学科,它涉及到热力学、传热学和流体力学等方面的知识。
通过对这些内容的深入学习和实践,我们可以掌握热工基础的核心概念和理论,提高能源利用效率,并在实际生产和工程项目中发挥积极作用。
(完整PPT)传热学contents •传热学基本概念与原理•导热现象与规律•对流换热原理及应用•辐射换热基础与特性•传热过程数值计算方法•传热学实验技术与设备•传热学在工程领域应用案例目录01传热学基本概念与原理03热辐射通过电磁波传递热量的方式,不需要介质,可在真空中传播。
01热传导物体内部或两个直接接触物体之间的热量传递,由温度梯度驱动。
02热对流流体中由于温度差异引起的热量传递,包括自然对流和强制对流。
热量传递方式传热过程及机理稳态传热系统内的温度分布不随时间变化,热量传递速率保持恒定。
非稳态传热系统内的温度分布随时间变化,热量传递速率也随时间变化。
传热机理包括导热、对流和辐射三种基本传热方式的单独作用或相互耦合作用。
生物医学工程研究生物体内的热量传递和温度调节机制,为医学诊断和治疗提供理论支持。
解决高速飞行时的高温问题,保证航空航天器的安全运行。
机械工程用于优化机械设备的散热设计,提高设备运行效率和可靠性。
能源工程用于提高能源利用效率和开发新能源技术,如太阳能、地热能等。
建筑工程在建筑设计中考虑保温、隔热和通风等因素,提高建筑能效。
传热学应用领域02导热现象与规律导热基本概念及定律导热定义物体内部或物体之间由于温度差异引起的热量传递现象。
热流密度单位时间内通过单位面积的热流量,表示热量传递的强度和方向。
热传导定律描述导热过程中热流密度与温度梯度之间关系的定律,即傅里叶定律。
导热系数影响因素材料性质不同材料的导热系数差异较大,如金属通常具有较高的导热系数,而绝缘材料则具有较低的导热系数。
温度温度对导热系数的影响因材料而异,一般情况下,随着温度的升高,导热系数会增加。
压力对于某些材料,如气体,压力的变化会对导热系数产生显著影响。
稳态与非稳态导热过程稳态导热物体内部各点温度不随时间变化而变化的导热过程。
在稳态导热过程中,热流密度和温度分布保持恒定。
非稳态导热物体内部各点温度随时间变化而变化的导热过程。
传热学课件引言传热学是研究热量传递规律的学科,是工程热力学和流体力学的重要分支。
在实际工程应用中,传热问题无处不在,如能源转换、化工生产、建筑环境等领域。
因此,掌握传热学的基本原理和方法,对于工程技术人员来说具有重要意义。
本文将简要介绍传热学的基本概念、原理和方法,并探讨其在工程实际中的应用。
一、传热学基本概念1.热量传递方式热量传递方式主要包括三种:导热、对流和辐射。
(1)导热:热量通过固体、液体或气体的分子碰撞传递,其传递速率与物体的导热系数、温度差和物体厚度有关。
(2)对流:热量通过流体的宏观运动传递,其传递速率与流体的流速、密度、比热容和温度差有关。
(3)辐射:热量以电磁波的形式传递,其传递速率与物体表面的温度、发射率和距离有关。
2.传热方程传热方程是描述热量传递规律的数学表达式,主要包括傅里叶定律、牛顿冷却公式和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
(1)傅里叶定律:描述导热过程中热量传递的规律,公式为Q=-kA(dT/dx),其中Q表示热量传递速率,k表示导热系数,A表示传热面积,dT/dx表示温度梯度。
(2)牛顿冷却公式:描述对流过程中热量传递的规律,公式为Q=hA(TwTf),其中Q表示热量传递速率,h表示对流换热系数,Tw 表示固体表面温度,Tf表示流体温度。
(3)斯蒂芬-玻尔兹曼定律:描述辐射过程中热量传递的规律,公式为Q=εσA(T^4T^4),其中Q表示热量传递速率,ε表示发射率,σ表示斯蒂芬-玻尔兹曼常数,T表示物体表面温度。
二、传热学原理和方法1.传热问题的分类传热问题可分为稳态传热和非稳态传热两大类。
(1)稳态传热:系统内各部分温度不随时间变化,热量传递速率恒定。
(2)非稳态传热:系统内各部分温度随时间变化,热量传递速率随时间变化。
2.传热分析方法(1)解析法:通过对传热方程的求解,得到温度分布和热量传递速率。
适用于简单几何形状和边界条件的问题。
(2)数值法:采用数值离散化方法求解传热方程,适用于复杂几何形状和边界条件的问题。
《热工基础》第11章传热过程分析和换热器热计算基础内容010203重点及难点:传热过程分析及计算换热器的基本概念及热计算传热的强化及隔热保温技术1、传热过程的分析方法;2、换热器平均温差的计算传热过程基本计算式(传热方程式))(21f f t t kA −=ΦK 是传热系数(总传热系数)。
对于不同的传热过程,K 的计算公式也不同。
totAR k 1=定义:热流体通过固体壁面把热量传给冷流体的过程。
从定义中可以看出,热量传热有导热(固体壁内),强制对流换热;自然换热;辐射换热。
§11.1.1 通过平壁和圆筒壁的传热过程1 通过平壁的传热平板两侧分别为冷热流体•热流体与固体壁左侧有:11111111()1f w f w h A t t t t h AΦ=⋅−Φ−=t f1t f2•固体壁面间换热:122w w t t Aδλ−Φ=2121w w t t AδλΦ−=•固体壁面与冷流体间换热:3222()w f h A t t Φ=−32221w f t t h AΦ−=§11.1.1 通过平壁和圆筒壁的传热过程稳态导热有:12312121211()f f f f t t h A A h AKA t t δλΦ=Φ=Φ=Φ−Φ=++Φ=−12111K h h δλ=++传热热阻12111KA h A A h Aδλ=++单位面积热热阻12111K h h δλ=++影响K的因素:流体的物性,流动状态,固体壁的形状物性。
§11-1 传热过程分析§11.1.1 通过平壁和圆筒壁的传热过程§11-1 传热过程分析§11.1.1 通过平壁和圆筒壁的传热过程1 通过平壁的传热21111h h k ++=λδt1t 2t 3t 4t 1t 2t 3t 42 多层平壁的导热∑∑=+=+−=−=ni iin ni in t t r t t q 111111λδ由热阻分析法:平板两侧分别为冷热流体由热阻分析法:热阻的特点:串联热阻叠加原则:在一个串联的热量传递过程中,若通过各串联环节的热流量相同,则串联过程的总热阻等于各串联环节的分热阻之和。