河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学.ppt

应用：土建、电机电器、机械制造、冶炼、化工、航空航天、食品加工、材料工艺。 三种类型： 一增强传热：缩小设备尺寸或提高设备的生产能力； 二消弱传热：避免散热损失或； 三控制温度：保持适宜的工作温度。 六、与工程热力学的不同 七、与其他学科的关系 一、导热(heat conduction) 1、定义：物体各部分之间不发生相对位移时，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为导热（或称热传导）。 如图：一维导热\垂直ox轴的平面上t一致  导热热量，热流量  温度的变化率 (K/m) 给定的面积 (㎡) 导热系数（热导率） (W/m.k) 表示热流量方向同温度升高的方 向相反 三种基本传热方式辨析 导热 对流 辐射 导热 对流 热辐射 三种传热方式特点汇总 一、传热过程 【例】在寒冷的季节刮风时，人们会感到寒风刺骨，裸露的人的皮肤向周围大气的散热量会增加。设人体脂肪层的厚度δ=3mm，其内表面温度twi=36℃，在无风时其外表面传热系数h0=25W/（m2．K），当风速为0.5米每秒时，外表面传热系数h0’=65W/（m2．K）,在这两种情况下环境温度tf=－15℃。（取脂肪的导热系数为0.2W/（m．K），皮肤表面视为平壁，按一维稳态传热计算，忽略辐射换热） 试求： （1）.在无风和刮风天气，皮肤单位面积上的热损失之比是多少？ （2）.在无风和刮风天气，皮肤外表面温度各是多少？ （3）无风时若损失同有风时，则环境温度应降为多少？ 1-10题不考虑辐射，一维，注意是每天的损失； 1-32题单层平壁，不考虑辐射，一维 §1-4 传热学的发展简史和研究方法 （自学） 思考题：全部 作 业：P25-28: 1-8，1-10，1-32 * 河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学 * 杨祥花 * 河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学 * 杨祥花 五、传热学的应用类型 §1-2 热能传递的三种基本方式 导热、对流、热辐射 2、导热的机理（气体、 液体、固体） (1-1) 3、导热的基本定律 ——傅里叶定律的数学表达式 法国数学家、物理学家傅立叶 的单位W 定义热流密度（热通量） (1-2) 4、影响热流量或热通量的因素 ↑ → Φ( q ) ↑ (2) ↑ → Φ( q ) ↑ 5、 ——表征材料导热性能优劣的物性参数 （1）不同的材料， 值不同 （良导体亦是良导热体） 导热性能：金属 液体 气体 （2）同种材料， = ，与温度有关 不同材料的导热能力 常温下， λ 金属 λ 液 λ 非金属 λ 气 ★ 注：冰和水 λ 冰 λ 水 二、对流（传热） 1、定义：流体各部分之间发生相对位移，冷热流体 相互渗混所引起的热量传递方式。 2、对流只发生在流体（液体和气体）中；必伴导热。 3、单纯对流无实际意义，工程中常见的是对流传热： （即固体表面与流体间的热） 自然对流（暖气炉、无鼓风机的炉灶等) 强制对流（冷凝器、电风扇降温等） 沸腾与凝结传热（有相变的对流传热） 对流传热 4、对流传热的基本计算式 ——牛顿冷却公式 流体被加热（ ） 流体被冷却（ ） 定义温压（温差） ， 时 ， 时 = 即 ﹥0 则 ， h ——表面传热系数（对流传热系数） （简称换热系数） (1-3) (1-4) (1-5) (1-6) 5、影响换热系数h的因素 （2）换热表面的形状与布置 定义式 ， 研究对流换热，主要任务确定h大小。 看表1-1 空气自然对流h ——10 水强制对流h ——1000~~15000 （1）h= （3）流体的速度 三、热辐射 1、定义：物体依靠因热的原因而发出的 电磁波来传递能量的 方式称为热辐射。 2、物体间热辐射特点 物体1 物体2 （1）辐射+吸收辐射 热量传递 辐射换热 （2）热辐射可在真空条件下进行 （3）辐射换