热工基础 课件第8章 热量传递的方式

《热工基础》----传热学篇（HeatTransfer）PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/PPT论坛：

传热学与热力学的关系热力学+传热学=热科学（ThermalScience）系统从一个平衡态到另一个平衡态过程中传递热量的多少。Q关系热量传递的过程，即热量传递的速率。Q=f(τ)t=f(x,y,z,τ)PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/PPT论坛：

传热学概述什么是传热学？研究热量传递规律的科学。热量传递的机理、规律、计算和测试方法热量传递过程的推动力：温差PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/PPT论坛：

传热学概述自然界与生产过程到处存在温差—传热很普遍日常生活中的例子人体为恒温体。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？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？应用实例为什么水壶的提把要包上橡胶？第8章传热的基本形式和机理8.1热量传递的基本方式基本方式对流辐射导热对流辐射热量的传递有导热、热对流、热辐射三种基本方式，而实际的传热问题往往是几种基本传热方式共同作用的综合，因此热量传递是一种十分复杂的物理过程。8.1.1热传导热传导（导热）

heatconduction定义：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，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。物质的属性：可以在固体、液体、

气体中发生。8.1.1热传导导热的特点必须有温差物体直接接触依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量不发生宏观的相对位移

——引力场下的单纯导热只能发生在密实的固体中8.1.1热传导基本公式:λ表示热导率(导热系数)，单位是:W/(m.K)。q为热流密度，表示单位时间内通过单位面积的热流量，单位是:W/m2。8.1.1热传导例题:一块厚度δ=20mm的平板，两侧表面分别维持在tw1=200℃，tw2=100℃，试求下列条件下的热流密度。(1)材料为纯铜板，λ=398w/(m.K);(2)材料为铝合金，λ=107w/(m.K);(3)材料为碳钢，λ=40w/(m.K)。碳钢：

纯铜板：铝合金：8.1.2热对流热对流(convection)和对流换热定义：流动流体中，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。流体中有温差—热对流必然同时伴随着热传导，自然界不存在单一的热对流。对流换热：流体与温度不同的固体壁间接触时的热量交换过程。（工程问题特别感兴趣）Convectionheattransfer8.1.2热对流8.1.2热对流对流换热的特点对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热。不是基本传热方式，是导热与热对流同时存在的复杂热传递过程。必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动。必须有温差。8.1.2热对流对流换热的分类是否相变，分为：有相变的对流换热和无相变的对流换热。流动原因，分为：强迫对流换热和自然对流换热。8.1.2热对流基本公式：(牛顿冷却公式)h

为表面传热系数，习惯称为对流换热系数，其单位为W/(m2.K)8.1.2热对流对流换热时，热量的传递总是与流体的流动联系在一起。一般说来，对流传热的强弱与流动发生的原因、流体的流动状态、流体的物性以及换热面的形状、位置等一系列因素有关。对流传热情况h/[W/(m2.K)]对流传热情况h/[W/(m2.K)]空气做自由运动4-50水在管内做受迫运动250-15000空气在管内受迫运动24-500水发生沸腾2500-25000水做自由运动100-500水蒸气发生凝结50000-1000008.1.3热辐射热辐射(Thermalradiation)定义：物体通过电磁波来传递热量的方式。物体的温度越高、辐射能力越强；若物体的种类不同、表面状况不同，其辐射能力不同辐射换热：辐射与吸收的综合结果造成物体间靠辐射进行的热量传递。(Radiationheattransfer)。8.1.3热辐射辐射换热的特点不需要介质，真空中可以传递能量

无论温度高低，物体都在不停地相互辐射能量；高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量;总的结果是热由高温传到低温。辐射过程中伴随着能量形式的转换高温物体低温物体8.1.3热辐射基本公式：T1T28.2传热过程8.2.1传热过程和传热方程传热过程

传热过程：指热量从固体壁面一侧的流体通过固体壁面传递到另一侧流体的过程。传热过程由三个相互串联的热量传递环节组成:高温流体低温流体固体壁(1)热量从高温流体以对流换热的方式传给壁面；(2)热量从一侧壁面以导热的方式传递到另一侧壁面；(3)热量从低温流体侧壁面以对流换热的方式传给低温流体。传热方程通过平壁的稳态传热过程假设：tf1、tf2、h1、h2不随时间变化；

为常数。

（1）左侧的对流换热（2）平壁的导热

tw2

tw1

0

xt

h1

tf1

h2

tf2

传热方程

tw2

tw1

0

xt

h1

tf1

h2

tf2

（3）右侧的对流换热在稳态情况下，以上三式的热流量相同，可得式中，Rk称为传热热阻。传热热阻网络：

tw1

tw2

tf1

tf2

Rh1

Rh2

Rλ

传热方程

tw2

tw1

0

xt

h1

tf1

h2

tf2

传热系数

将传热热流量的计算公式写成k称为传热系数，单位为

W/(m2·K)，

t为传热温差。通过单位面积平壁的热流密度为可以很容易求得通过平壁的热流量

、热流密度q及壁面温度tw1、tw2。7.2.2复合换热复合换热的定义：两种或三种热量传递方式同时起作用的换热现象。ΦΦτΦc复合换热计算的目的是确定各基本热量