内科大冶金传输原理课件09热量传输概论

热量传输9.热量传输概论1.热量传输概述2.热量传输的基本方式3.热阻的概念内容提要1.热量传输概述热量传输概述由于温度差引起的热量传递过程统称为热量传输，简称传热。热量传递过程的推动力：温差

研究热量传递规律的科学，具体来讲主要包括研究热量传递的机理、掌握和控制热量传递的速率。

热量传输的研究方法一般有直接实验法、理论研究法、模型实验研究法。研究的是系统从一个平衡态到另一个平衡态的过程中传递热量的多少。研究的是热量传递的过程，即热量传递的速率。传热学与热力学的关系

热力学传热学

热力学与传热学均以热力学第一定律和第二定律为基础。1.热量传输概述2.热量传输的基本方式热量传输的基本方式在传热文献中，通常认为热量的传输有三种基本方式，即导热，对流传热和辐射传热。2.热量传输的基本方式导热（热传导）定义和特征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,不发生宏观运动，仅依靠分子、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。2.热量传输的基本方式

特征导热（热传导）定义和特征

必须有温差物体直接接触不发生宏观的相对位移依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量导热（热传导）2.热量传输的基本方式导热机理气体：气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。导电固体：自由电子运动。非导电固体：晶格结构的振动。液体：较复杂。

q：热流密度，单位时间通过单位面积传递的热量；

s：沿导热方向上的长度，即平壁的厚度[m]；λ：导热系数（热导率），导热的基本定律导热（热传导）傅里叶定律2.热量传输的基本方式2.热量传输的基本方式导热（热传导）导热的基本定律单位时间内沿导热方向的单位长度上，温度降低1℃时，通过单位面积的导热量。表示材料导热能力的大小；物性参数；通过实验来确定。导热系数的数值取决于物质的种类和温度。λ=λ0（1＋bt

）而工程中我们感兴趣的是，流体与其所接触的固体壁面间的传热，这种传热过程叫对流传热。2.热量传输的基本方式对流换热热对流与对流传热热对流是指流体中各部分间发生相对位移而引起的热传递现象。如果单位时间内通过单位面积的质量为m的流体从温度为t1处流到t2处，其对流传递的热量为：自然界不存在单一的热对流对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热；对流换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tf

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Q对流换热过程示意图2.热量传输的基本方式对流换热对流换热的特点2.热量传输的基本方式对流换热分类流动原因，分为：强迫对流换热和自然对流换热是否相变，分为：有相变的对流换热和无相变的对流换热流动状态，分为：层流和紊流vtf

twQF2.热量传输的基本方式对流换热牛顿冷却公式F：流体所接触的壁面面积㎡。：对流换热系数2.热量传输的基本方式对流换热对流换热系数对流换热是一个复杂的热量交换过程，影响因素很多，将众多的影响因素归结到

中去了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。是表征对流换热过程强弱的物理量影响因素：流动原因、流动状态、流体物性、有无相变、壁面形状大小等。因此研究对流换热的目的，就是确定的大小。此定律亦是一经验定律。

2.热量传输的基本方式辐射换热定义热辐射——物体由于自身温度引起的发射辐射能的现象，通过电磁波或光子来传递热量。辐射力（E）：单位时间内，物体的单位表面积向外辐射的热量，单位E与物体温度有关，物体的温度越高、辐射能力越强。E与物体的种类、表面状况有关。2.热量传输的基本方式辐射换热辐射换热定义通过物体间相互辐射和吸收进行的热量传输过程称为辐射换热。特点不需要冷热物体的直接接触；即不需要介质的存在，在真空中就可以传递能量。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黑体：能全部吸收投射到其表面辐射能的物体，或称绝对黑体。（Blackbody）黑体的辐射能力与吸收能力最强黑体向外发射的辐射能：四次方定律—绝对黑体辐射力—黑体表面的绝对温度（热力学温度）—斯蒂芬-玻尔兹曼常数，2.热量传输的基本方式辐射换热斯蒂芬-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmannlaw）

—实际物体表面的发射率（黑度），0~1；与物体的种类、表面状况和温度有关；数值越大，则表明它越接近理想的黑体。

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