传热学简要知识点

1、精选优质文档-倾情为你奉上传热学是研究热量传递过程规律的科学。 热量传递过程是由导热、热对流、热辐射三种基本热传递方式组成。 导热又称热传导，是指物体各部分无相对位移或不同物体之久而接触是依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。 导热系数是指单位厚度的物体具有单位温度差时，在它的单位面积上每单位时间得到热量。它表示材料导热能力的大小。 只依靠流体的宏观运动传递热量的现象称为热对流。 流体与固体壁直接接触时所发生的热量传递过程，称为对流换热。 表面传热系数是指单位面积上，流体与壁之间在单位温差下及单位时间内所传递的

2、热量。 h的大小表达了对流换热过程的强弱程度. 物体表面每单位时间、单位面积对外辐射的热量称为辐射力。其大小与物体表面性质及温度有关。 物体靠辐射进行的热量传递称为辐射换热。 辐射换热特点：热辐射过程中伴随着能量形式转换(物体内能电磁波能物体内能)；不需要冷热物体直接接触；不论温度高低，物体都在不停的相互发射电磁波能，相互辐射能量。 K称为传热系数，它表明单位时间、单位壁面积上，冷热流体间温差为1C时所传递的热量，反映传热过程的强弱. 导热理论基础 温度场是指某一时刻空间所有各点温度的总称。 温度场不随时间变化而变

3、化，称为稳态温度场。具有稳态温度场的导程叫稳态导热。温度场随时间变化的导热过程叫做非稳态导热。 同一时刻，温度场中所有温度相同的点连接所构成的面叫做等温面。不同的等温面与同一平面相交，则在此平面上构成的一簇曲线，称为等温线。 自等温面上某点到另一个更等温面，以该点法线方向的温度变化率为最大。以该点法线方向为方向，数值也正好等于这个最大的温度变化率的矢量称为温度梯度。 单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度。 凡平均温度不高于350C、导热系数不大于0.12W/（m.K）的材料称为保温材料。常见的保温材料有石棉，岩棉，矿渣棉，微孔硅酸钙，苯板，泡沫塑料

4、，珍珠岩。 用单位体积单位时间内所发出的热量表示内热源强度。 第一类边界条件是已知任何时刻物体边界面上的温度值。 第二类边界条件是已知任何时刻物体边界面上的热流密度。 第三类边界条件是已知边界面周围流体温度Tf和边界面与流体之间的表面传热系数h. 渗透厚度：它是伴随时间而变化的，它反映在所考虑的时间范围内，界面上热作用的影响所波及的厚度。（若渗透厚度小于本身厚度，这时可以认为无题诗无限大物体） 第二章 稳态导热 管道外侧覆盖保温层时，必须注意，如果管道外径d2小于临界热绝缘直径dc，保温层外径dx在d2和d3范围内

5、，管道的传热量ql反而比没有保温层时更大，直到保温层直径大于d3时，才开始起到保温层减少热损失的作用。由此可见，只有当管道外径大于d2大于临界热绝缘直径dc时覆盖保温层才肯定能有效的起到减少热损失的作用。 肋片效率等于实际与理想散热量之比。 第三章 非稳态导热 非稳态导热温度的三个变化阶段：不规则变化阶段，正常规则变化阶段，新的稳态阶段。 毕渥准则：Bi=h&/入，它表示物体内部导热热阻&/入与物体表面对流换热热阻1/h的比值。 当Bi<0.1时，平壁中心温度与表面温度的差别小于等于5%，温度接近均匀一致。

6、60;当Bi<0.1时，可近似的认为物体的温度是均匀的，这种忽略内部导热热阻，认为物体温度均匀一致的分析方法称为集总参数法。 时间常数越小表示测温元件越能迅速的反映流体温度变化。 工程上把室外空气与太阳辐射两者对围护结构的共同作用，用一个假想的温度Te来衡量，这个Te称为综合温度。 S称为材料的蓄热率，它表示当物体表面温度波振幅为1C时，导入物体的最大热流密度。 松木蓄热率小，从皮肤吸取的热量少，所以使人感到松木表面比混凝土表面暖和。  第五章 对流换热分析 流体与固体壁直接接触时所发生的热量传递过程，称为对

7、流换热 流体在壁面流动原因：一种是因为各部分温度不同而引起的密度差异所产生的流动，称为自然对流。另一种是外力，如泵、风机、液面高差等作用产生的流动，称为受迫对流 在一定条件下，流体在换热过程中会发生相变，这时换热称为相变换热。 若两对流换热现象相似，它们的温度场、速度场、黏度场、导热系数场、壁面几何形状都应分别相似，即在对应瞬间对应点各物理量分别成比例。 所谓同类现象是指那些用相同形式和内容的微分方程式所描述的现象。 必须同类现象才能谈相似 由于描述现象的微分方程式的制约，物理场的相似倍数间有特定的制约关系，体现这种制约关系，是相似原

8、理的核心 注意物理量的时间性和空间性。 彼此相似的现象，他们的同名相似准则必定相等。（Nu,Re,Pr） 雷诺准则：平板Re=ul/v， （u为流体流，l为板长，v为运动黏度）  Re=ud/v（ d为管的直径） Re的大小能反映流态。 普朗特准则：Pr=v/a（v为运动黏度，a为热扩散率） Pr反映了流体的动量传递能力与热量传递能力的相对大小。 努谢尔特准则：Nu=hl/入  Nu反映对流换热的强弱。 格拉晓夫准则：显示自然对流流态对换热的影响。

9、0;判别相似条件：凡同类现象，单值条件相似，同名的已定准则相等，现象必定相似。 影响对流换热的一般因素：1，流动的起因和流动的状,2，流体的热物理性质3，流体的相变4，换热表面的集合因素。 流动边界层的特性：1，边界层极薄2，在边界层内存在较大的速度梯度3，边界层流态与紊流边界层机考壁处仍将是层流，成为层流底层4.流场可划分为主流区和边界阶层区5，压强梯度仅沿x方向变化。 第六章 通过接触面的传热 影响接触面热阻的因素：1，粗超度热阻2，压力热阻3，材料硬度匹配程度4，空隙中介质的导热 导热介质热阻。 第八章 &#

10、160; 热辐射的基本定律 物质有分子、原子、电子等基本粒子组成，当原子内部的电子受激和振动时，产生交替变化的电场和磁场，发射电磁波向空间传播，这就是辐射。 由于自身温度或热运动的原因而激发产生的电磁波传播，就称为热辐射。 热辐射特点：1）不依赖物体接触而进行热量传递2）辐射换热过程伴随着能量形式的两次转化（热力学能-电磁波能-热力学能）3）一切物体只要其温度T>0K,都会不断地发射热射线4)可在真空中进行5）具有强烈的方向性6）辐射能有温度和波长有关7）发射辐射取决于温度的4次方。 如果物体能全部吸收外来射线，即a=1,由于可见光亦被吸

11、收而不被反射，入眼所见到的颜色上呈现为黑色，故这种物体被定义为黑体 如物体能全部反射外界投射过来的射线，即P=1，由于可见光全部被反射，颜色上呈现为白色，故这种物体成为白体。 如果外界投射过来的射线能够全部穿透，即t=1，则这种物体称为透明体。 在某给定辐射方向上，单位时间、单位可见辐射面积、在单位立体角内所发射全部波长的能量称为定向辐射强度。 在某给定辐射方向上，在单位时间、物体单位辐射面积、在单位立体角内所发射全部波长的能量称为定向辐射力 单位时间内、物体单位辐射面积向半球空间内所发射全部波长的总能量称为辐射力。 单位时间内、物体

12、单位辐射面积、在波长入附近的单位波长间隔内，向半球空间所发射的能量称光谱辐射力 实际物体的辐射力与同温度黑体的辐射力之比称为该物体的发射率 第九章 辐射换热计算 角系数表示离开表面的辐射能中直接落到另一表面分数，仅取决于表面的大小和相对位置 角系数的性质：相对性，完整性，分解性。 减少表面间辐射换热的有效方法是采用高反射比的表面涂层，或在表面间加设遮热板，这类有效措施称为辐射隔热。 气体辐射特点：1，气体的辐射和吸收具有明显的选择性。2，气体的辐射和吸收在整个气体容积中进行辐射的强弱程度和穿过气体的录成绩气体的温度和分压有关

13、。              第十章 传热和换热器 记住P268 对流与辐射并存的换热称为“复合换热” 增强传热方法： 1。扩展传热面积 2.改变流动状况3.改变流体物性4.改变表面状况5.改变换热面形状和大小 6.改变能量传递方式7.靠外力产生振荡，强化化热 削弱传热原则：1.覆盖热绝缘材料2.改变表面状况和材料结构  削弱传热的目的：减少热设备及其管道的热损失节省能源，保持温度积满足生活和生产的需要；以及保护设