4 热量传输.ppt

1、传热是在以下的技术领域传热问题的动力，化学工业，冷气，建筑，环境，机械制造，替代能源，微电子，核电源，航空宇宙，微机电系统(MEMS )，新材料，军事科学和技术，生命学和生物技术， 大量存在工具书的冶金传递原理的热传递部分张地梳编冶金传递原理的热传递部分沈颖身等由热传递学杨世铭陶文链编HEAT TRANSFERYanhui Feng等编着Transport PhenomenaR.Byron Bird，第一章绪论1-1热传递概要1 传热过程的推动力：温度差(热力学第二定律：热量自发地从高温热源传递到低温热源。 有温度差时传热(The Second Law of Thermodynamics )，

2、传播学和工程科学热力学的异同，热力学： tm，q，传播学：过程速度，1-2传热的基本方式，传播学基本方式：热传导，热对流，热辐射，1，热传导(热传导) heat conduction 1.定义和特征定义：温度不同物体的各部分或温度不同的两个物体直接接触时，分子、原子及自由电子等微粒子的热运动引起的传热现象。 导热的特点是温差物体直接依赖分子、原子及自由电子等微粒子的热运动传导热不发生宏命令的相对位移；2 .导热反应历程瓦斯气体：气体分子不规则热运动时发生碰撞的结果。 导电固体：自由电子运动。 非导电性固体：晶格结构的振动。 液体：复杂。 3、傅里叶公式： 1822年，法国数学家Fourier

3、:q :热流密度，每单位时间通过单位面积传递的热量W/m2； 平壁的厚度m，平壁两侧的壁温度的差、热传导率(热传导率)、具有单位温度差(1)的单位厚度的物体(1m )、其单位面积(1m2)、每单位时间(1s )的热传导量(j )、热传导率是材料的热传导能力的大小热传导率(Thermal conductivity )的特征是，物质之一的热物理性质残奥表的各物质的热传导率随温度变化，各物质的热传导率有很大差异，一般固体的热传导率比液体大，气体的热传导率最小。 例题1-1分别为纯铜(热传导率1=398W/(mK ) )、木材(热传导率2=0.12W/(mK ) )和铸铁元素(热传导率3=40W/(m

4、K ) )制成的3块大平板，厚度均为10mm，两侧表面的温差仍为tw1 tw2=50 解：根据傅里叶热传导公式，对纯铜板、铸铁元素板、高炉铜冷却壁和铸铁元素冷却壁，连续浇铸铜铸造模型炒木质驾驶盘，傅里叶定律与牛顿粘性定律类似，传递无损音频压缩编码是扩散系数乘以浓度梯度方程的唯一方程，热扩散系数，单位体积物体具有的热量， 单位体积物体的y方向的热量浓度梯度、动量扩散系数单位体积流体的动量、单位体积流体的x方向的动量的y方向梯度、流体上有温度差的热对流必然伴随着云同步的热传导，自然段上不存在单一的热对流，对流换热：流体在与其温度不同的固体壁面流动时的换热。Convection heat trans

5、fer，二、热对流和对流热交换、对流热交换的特征对流热交换和热对流不同、有热对流、有热传导的非基本传热方式传热和热对流存在于云同步的复杂传热过程直接接触(流体和墙面) 和需要宏命令运动的温差，对流换热过程中温差直接接触宏命令运动，流体加热元件表面的杯壁内面、二、分类、对流换热可分为多种类型，相变有木有、无相变的对流换热和无相变的对流换热，流动的原因分为强制对流换热和自然对流换热流化态被分成层流和紊流。 3、牛顿蒸发制冷公式(1701 )、热流量w、单位时间传递的热、h表面传热系数、固体壁表面温度、流体温度、传热传热系数、表面传热系数(传热传热系数)流体与壁面温度有1度不同的情况下，单位壁面面积

6、、 每单位时间传递的热量h是表示对流热交换过程的强弱的物理量，影响h要素：流动原因、流化态、流体物性、有无相变化、壁面形状的大小等，例题1-2的室内采暖板的散热面积为3m2，表面温度为tw=50，与温度20的室内空气之间的自然对流热交换的表面传热系数为h=4w/(表1 ) 这个取暖板相当于多少电力的电取暖：加热器和室内空气之间是稳定的自然对流热交换，q=ah (twtf )=3m24 w/(m2k ) (50-20 ) k=360 w=0. 36kw相当于电力为0.36kw的电取暖。 三、热辐射1 .定义物体通过电磁波传热的方式。 物体温度越高，辐射能力越强的物体种类不同，表面状况不同，辐射能

7、力就不同，辐射热交换：物体间通过热辐射进行热传递Radiation heat transfer，2 .辐射热交换的特点，冷热物体不需要直接接触即介质的存在， 能够在真空中传递能量，无论温度高低，物体不断相互放射电磁波能量，相互放射能量的高温物体照射到低温物体的能量，比低温物体照射到高温物体的能量大的整体结果，热从高温传递到低温，3 .传递到黑体， 为了研究物质的具体物性无关的热辐射规律，物理学家们定义了理想物体黑体(black body )，并将其作为热辐射研究的标准物体。 黑体：表面放射的放射能全部能吸收的物体，没有反射也没有透射(当然黑体必须放射到外面)。 被称为绝对黑体。 根据(Blac

8、k body )基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff )，在某种温度下，黑体必然是辐射能力最大的物体，可以称为完全辐射体，4 .斯蒂芬-波尔兹曼定律(Stefan-Boltzmann law )， 黑体向外辐射的辐射能量：绝对黑体辐射力黑体表面的绝对温度(热力学温度)史蒂芬-玻尔兹曼常数，真实物体辐射能力：低于该温度黑体，真实物体表面的发射率(黑度)，01； 物体的种类、表面状况和温度有关(Emissivity )、物体间的相互辐射和吸收的热传递过程称为辐射热交换，三种方式相对于存在于云同步中的综合热传递，总传热量为Q=k t F (w ) k :综合传热系数t :用高温流体的低温流体温度差F :选定的固体表面传热面积，1-3传热过程和热阻抗，tf2，H2，2，热阻抗，热阻抗，热阻抗，对流热阻抗，表面热阻抗，空间