中文版-传热学-第一章

教材《传热学》杨世铭、陶文铨编著，第三版4/17/20261《传热学》戴锅生，第二版《HeatTransfer》(2ndEdition),byAnthonyF.Mills《FundamentalsofHeatandMassTransfer》F.P.Incropera,D.P.DeWitt《对流换热》V.S.阿巴兹《凝结和沸腾》施明恒等编著《数值传热学》陶文铨编著《辐射换热》余其铮编著参考书4/17/20262第一章绪论

1传热学的研究内容(1)定义2传热学与热力学的区别(2)属性：

3传热学应用实例(3)特点4传热过程的分类(4)基本定律5热传导(5)关键系数

6热对流

7热辐射8传热过程和传热系数4/17/202633.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

b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？c北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利于保温。如何解释其道理？(1)日常生活中的例子：a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？4/17/2026620世纪70年代20世纪90年代10w/cm2100w/cm2集成电路芯片航空航天（1）高温叶片气膜冷却；（2）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；（4）空间飞行器重返大气层冷却；（5）超高音速飞行器冷却；（6）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3传热学应用实例(续)4/17/202673传热学应用实例(续)生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器官的冷冻保存军事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存制冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；高温水源热泵新能源：太阳能；燃料电池4/17/20268t0

xQ800C20C4传热过程的分类稳态非稳态t0

x突然加热到800C20C4/17/20269§1-1热量传递的三种基本方式导热对流辐射定义属性特点4/17/202610(1)

导热的基本定律：1822年，法国数学家Fourier:

1导热（热传导）t0

x

dxdtQ4/17/202611(2)导热系数

表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度有关。1导热（热传导）(续)(3)一维稳态导热及其导热热阻如图右图所示，稳态q=const，于是积分Fourier定律有Qt0

x

dxdtQ以上结果在§2-3节中会进一步说明。4/17/202612Q图1-3导热热阻的图示1导热（热传导）(续)(4)一维稳态导热及其导热热阻，

t0

x

dxdtQ导热热阻单位导热热阻w/m2w4/17/202613§1-1热量传递的三种基本方式导热对流辐射定义属性特点4/17/202614(1)对流换热的基本计算公式——牛顿冷却公式h—

表面传热系数

—热流量[W]，单位时间传递的热量q—热流密度A—与流体接触的壁面面积—固体壁表面温度—流体温度4/17/202615——当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等(2)对流换热系数(表面传热系数)图1－6(3)

对流换热热阻

4/17/202616§1-1热量传递的三种基本方式导热对流辐射定义属性特点4/17/2026174/17/202618(1)热辐射的研究方法：3热辐射（续）

黑体修正（黑度）实际物体黑体的定义黑体的辐射控制方程Stefan-Boltzmann定律

4/17/202619(5)辐射换热的特点a

不需要中间介质；b在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换物体热力学能电磁波能物体热力学能c无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、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(4)辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量交换，它与单纯的热辐射不同，就像对流和对流换热类似。3热辐射（续）(6)两黑体表面间的辐射换热(参见图1－9)：4/17/2026203热辐射（续）

图1－9两黑体表面间的辐射换热公式（1－9）不用看，因为用我们现在所学的知识还不能推导出来。4/17/202621In-ClassProblems一维、稳态、无内热源的传热系统示意图如下，垂直黑板方向的尺寸为b(m).di表示高度，忽略接触热阻。（1）画出等效热阻图（2）推导总热阻（等效热阻）、总传热系数以及总换热量公式（3）给出左侧外壁面温度的计算公式tf1,h1tf2,h2

1,d1

4,d4

2,d2

3,d3L1L2L34/17/202622QuickReview：(1)导热

Fourier定律：

(2)对流换热

Newton冷却公式：

(3)热辐射

Stenfan-Boltzmann定律：2三种传热方式及各自的特点和公式：当别人寄贺卡或小礼物给你的时候，要及时回复感谢信。1传热学的定义和意义4/17/2026233传热过程的定义、传热过程分析、热阻的概念和分析方法？热阻和热阻分析法传热过程换热量4/17