No01 0926 1 绪论传热学

1、2022-3-61AAAA 2022-3-62教材教材传热学传热学杨世铭、陶文铨编著，第四版杨世铭、陶文铨编著，第四版Max Jakob(1879-1955)，任教于，任教于Illinois理工学院，建立了举世闻名的理工学院，建立了举世闻名的Jakob实验实验室，室， 参见课本参见课本p.311杨世铭先生杨世铭先生1953年毕业于年毕业于Illinois理工学理工学院，师从院，师从Jakob教授；教授；陶文铨教授陶文铨教授(院士院士) 师从杨世铭教授；师从杨世铭教授；2022-3-63n传热学传热学戴锅生，高等教育出版社戴锅生，高等教育出版社, 第二版第二版nHeat Transfer - A

2、 Practical Approach(2nd Edition), by YUNUS A.CENGELn Fundamentals of Heat and Mass Transfer F. P. Incropera, D.P. DeWittn对流换热对流换热V. S. 阿巴兹阿巴兹n凝结和沸腾凝结和沸腾施明恒等编著施明恒等编著n数值传热学数值传热学陶文铨编著陶文铨编著n辐射换热辐射换热余其铮编著余其铮编著参考书参考书2022-3-64n王秋旺王秋旺, 曾敏编著曾敏编著.传热学传热学要点与解题要点与解题.西安交通大学出版社，西安交通大学出版社，2006.n胡小平胡小平, 任海峰编著任海峰编著.传

3、热学考试要点与真题精解传热学考试要点与真题精解.国防科技大学出版社国防科技大学出版社, 2007. 参考书参考书2022-3-65第一章第一章 绪论绪论2022-3-661-0 1-0 概概 述述 1. 1. 传热学的研究对象传热学的研究对象 (2)(2) 热量传递过程的推动力热量传递过程的推动力？(1) (1) 定义？定义？热力学第二定律热力学第二定律有温差就会有传热有温差就会有传热2022-3-672. 传热学与热力学的区别传热学与热力学的区别热力学热力学 系统从一个平衡态到系统从一个平衡态到另一个平衡态的过程另一个平衡态的过程中传递热量的多少。中传递热量的多少。传热学传热学 关心的是热量

4、传关心的是热量传递的过程，即热递的过程，即热量传递的速率。量传递的速率。热力学：传热学：tm)(),(fzyxt水，M220oC铁块, M1300oC2022-3-683. 传热学应用实例传热学应用实例自然界与生产过程到处存在温差 传热很普遍传热很普遍 (1) 日常生活中的例子：日常生活中的例子：2022-3-69、人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度, 那么在冬天与夏天、人在房间里所穿的衣服能否一样？为什么？2022-3-610、夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。为什么？2022-3-611、北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利于保温。如何解释其

5、道理？2022-3-612、为什么耳朵大的人更容易生冻疮? 2022-3-613、用纸可以烧开水，你相信吗？ 烧开水时，为什么一旦水烧干了，铝壶就很容易烧坏？2022-3-614、在宇宙飞船的座舱内,有一个热鸡蛋,座舱内的压力和气温保持恒定。试问哪种情况下鸡蛋冷得快：飞船在地面时还是在外层空间时?2022-3-615、一块尺寸约为30mm30mm5mm的冰块，悬挂在静止的温度为20的大气中。冰块经过一段时间熔化后，形状有何变化？2022-3-616、摩托车手的膝盖需要特别的保温, 为什么? 2022-3-617、冬天，隔着玻璃晒太阳感觉更暖和，为什么？2022-3-618、置于室外的冷库应该是

6、什么颜色（深或浅）的比较好？有人说，外表是白色的冰箱（白色家电）比外表是绿色的冰箱省电。你是否同一这个观点？2022-3-619、冬季沙漠中的变色龙身体迎着太阳的一侧变深，而另一测变浅，为什么？2022-3-62020世纪70年代20世纪90年代10w/cm2100w/cm2集成电路芯片集成电路芯片航空航天航空航天（1）高温叶片气膜冷却；）高温叶片气膜冷却；（2）火箭推力室的再生冷却与发汗冷却；）火箭推力室的再生冷却与发汗冷却；（3）卫星与空间站热控制；）卫星与空间站热控制；（4）空间飞行器重返大气层冷却；）空间飞行器重返大气层冷却；（5）超高音速飞行器冷却；）超高音速飞行器冷却；（6）核热火

7、箭、电火箭；微型火箭（电火箭、）核热火箭、电火箭；微型火箭（电火箭、化学火箭）；太阳能高空无人飞机化学火箭）；太阳能高空无人飞机2022-3-621生物医学：肿瘤高温热疗；生物医学：肿瘤高温热疗； 生物芯片；生物芯片； 组织与器官的冷冻保存组织与器官的冷冻保存军军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存制制 冷：跨临界二氧化碳汽车空调冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；热泵； 高温水源热泵高温水源热泵新新 能能 源：太阳能；源：太阳能； 燃料电池燃料电池2022-3-622t0 xQ800 C20 C4 传热过程的分类传热过程的分类t0 x突然加热到800C20 C

8、2022-3-6235 学习目的学习目的 通过学习能熟练掌握传热过程的基本规通过学习能熟练掌握传热过程的基本规律、实验测试技术及分析计算方法，从而达律、实验测试技术及分析计算方法，从而达到到认识、控制、优化传热过程认识、控制、优化传热过程的目的。的目的。 2022-3-6241-1 热量传递的三种基本方式热量传递的三种基本方式导热对流辐射定义属性特点2022-3-625(1) 概念概念 定义：定义：物体各部分之间物体各部分之间不发生相对位移时（无宏观位不发生相对位移时（无宏观位移）移），依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动，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

9、。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。如：固体与固体之间及固体内部的热量传递。 导热（热传导）导热（热传导）2022-3-626 从微观角度分析气体、液体、导电固体与非金属固体的导从微观角度分析气体、液体、导电固体与非金属固体的导热机理。热机理。 n 气体中气体中：导热是气体：导热是气体分子不规则热运动分子不规则热运动时相互碰撞的结果，时相互碰撞的结果，温度升高，动能增大，不同能量水平的分子相互碰撞，使热能温度升高，动能增大，不同能量水平的分子相互碰撞，使热能从高温传到低温处。从高温传到低温处。 2022-3-627n 导电固体：导电固体：其中有许多其中有许多自由

10、电子自由电子，它们，它们在晶格之间像在晶格之间像气体分子那样运动气体分子那样运动。自由电子的运动在导电固体的导。自由电子的运动在导电固体的导热中起主导作用。热中起主导作用。 n 非导电固体：非导电固体：导热是通过导热是通过晶格结构的振动晶格结构的振动所产生的弹所产生的弹性波来实现的，即原子、分子在其平衡位置附近的振性波来实现的，即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。动来实现的。2022-3-628n 液体的导热机理：液体的导热机理：存在两种不同的观点：存在两种不同的观点： 第一种观点第一种观点类似于气体，只是复杂些，因液体分子的间距类似于气体，只是复杂些，因液体分子的间距较近，分子间的作

11、用力对碰撞的影响比气体大；较近，分子间的作用力对碰撞的影响比气体大； 第二种观点第二种观点类似于非导电固体，主要依靠弹性波（晶格的类似于非导电固体，主要依靠弹性波（晶格的振动，原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的）的作用。振动，原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的）的作用。 说明：说明：在传热学中，只研究导热现象的在传热学中，只研究导热现象的宏观宏观规律。规律。 2022-3-629 1) 导热的基本定律导热的基本定律( Fourier 定律定律)： 1822年，法国数学家年，法国数学家Fourier: W ddxtA2mW ddxtAqt0 x dxdtQ(2) 导热的基本定律：导热的基

12、本定律：说明：说明：热流量热流量 单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量，记为单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量，记为，单位，单位W。 热流密度（面积热流量）热流密度（面积热流量） q 单位时间内通过单位面积的热量称为热流密度，记为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，单位 W/m2。2022-3-630 2) 导热系数导热系数 表征材料导热能力的大小，是一种物性表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，参数，与材料种类和温度有关与材料种类和温度有关。气体液体非金属固体金属 3) 一维稳态导热及其导热热阻一维稳态导热及其导热热阻 如图右图所示，稳态如图右图所示，稳态 q = const，于是，于是积分积分Fourier定律有定律有210 dd21wwttttqt