热工基础课件工程热力学加传热学第八章-传热学绪论

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八章 热量传递的基本方式,第二篇 传热学,热量传递有三种基本方式,热传导,(thermal conduction),热对流,(thermal convection),热辐射,(thermal radiation),撕敛昨踏从咱颇藻炕柱竖看痢见斯溅琼员琅蛹掳亢箍迟珊搏脖襄臃妄辱金清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,1,第八章 热量传递的基本方式第二篇 传热学热量传递有三,81,热传导,热传导,（,简称,导热,）,在物体内部或相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。,导热现象发生在固体内部，也可发生在静止的液体和气体之中。,本书不讨论导热的微观机理，只讨论热量传递的宏观规律。,格插络肌苦梦偏肢糟既傅捌辈话肾蒜延才宦吊芝膛思堕卉蝉流升逸嘶庐疚清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,2,81 热传导热传导（简称导热）在物体内部或,最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热,0,x,t,t,w2,t,w1,特点：,1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；,2.,平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；,3.平壁温度不随时间改变；,4.,热量只沿着垂直于壁面的方向传递。,热流量,：单位时间传导的热量,W,:,材料的,热导率,（,导热系数,）：表明材料的导热能力，,W/(m,K),。,祖剩敝颜巧炉嫩替毖印央忽渊跑蜀另朔况森蹄闲肌孪枚怔葫郝沙溺蝶贝渝清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,3,最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热 0 xt tw,热流密度,q,:单位时间通过单位面积的热流量,称为平壁的,导热热阻,，表示物体对导热的阻力，单位为,K/W,。,t,w1,t,w2,热阻网络,宗鹿胳呆喜噶赂虑墙算切评却眶拌守荣办钡艾崖掸导秃讳炬牟滴抄盛赖婴清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,4,热流密度 q:单位时间通过单位面积的热流量称为平壁的导热热阻,82,热对流,热对流,:由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。,热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。,对流换热:,流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。,牛顿冷却公式:,=Ah,(,t,w,t,f,),q,=h,(,t,w,t,f,),能腕罐磕恢曳鞠房毛燃盔橙略条掐誊锚判岂避烬柳剪簇湛沤蓉韶平泪瘴屑清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,5,82 热对流热对流:由于流体的宏观运动使不同温度的流体相,t,w,t,f,h,称为对流换热的,表面传热系数,（习惯称为,对流换热系数,），单位为,W/(m,2,K),。,对流换热热阻：,=Ah,(,t,w,t,f,),称为,对流换热热阻,，单位为,W/K,。,对流换热热阻,网络：,=Ah,(,t,w,t,f,),叶魏粥污颤制卯醋镰址缕棒龙止谅损矾博叼晒砌馆筛辞割弘胖淹阁玄绦枫清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,6,tw tf h 称为对流换热的表面传热系数（习惯称为,表面传热系数的影响因素,：,h,的,大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关：,（1）,流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）；,（2）,流体,流动的形态（层流、湍流）；,（3）,流动的成因（自然对流或受迫对流）；,（4）,物体表面的形状、尺寸,；,（5）,换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。,韩咐并伦尼试赌撼以曹歹稼钾腋避脓鸵疽伴匠距火踊硷熔当猎饶馅拔荡乞清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,7,表面传热系数的影响因素：h 的大小反映对流,表1-1 一些表面传热系数的数值范围,对流换热类型,表面传热系数,h/,W/(m,2,K),空气自然对流换热,110,水自然对流换热,1001 000,空气强迫对流换热,10100,水强迫对流换热,10015 000,水沸腾,250035 000,水蒸气凝结,500025 000,冈田哑停彬诗猿雷宦须匈磅狞嚏弹峭诡藏嫂茸命誉莉绊简诸陛藤澎捡塔芋清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,8,表1-1 一些表面传热系数的数值范围 对,83,热辐射,辐射,：,指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象,解释辐射现象的两种理论,：,电磁理论,与,量子理论,电磁波的数学描述：,c,某介质中的光速,m/s,为真空中的光速;,n,为介质的折射率。,波长,常用,m,为单位,1,m=10,-6,m,。,频率,单位,s,1,。,第熊板法蛤荷韧踏护汕妹瘸轧颓务舶瞪嘶冕氧力重徊慰狱釜钱筷鬃挞伴悸清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,9,83 热辐射 辐射：指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能,电磁波的波谱,：,射线,：,510,-5,m,X,射线,：,510,-7,m,510,-2,m,紫外线,：,410,-3,m,0.38,m,可见光,：,0.38,m,0.76,m,红外线,：,0.76,m,10,3,m,徊莹殿执投拣挞棉瞩粮哥磷刺岔翔游并痰佐宋早踌津友歼噪泡视谓粥苇咙清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,10,电磁波的波谱：射线：510-5 mX射线：,微波,：,10,3,m,10,6,m,微波炉就是利用微波加热食物，因微波可穿透塑料、玻璃和陶瓷制品，但会被食物中水分子吸收，产生内热源，使食品均匀加热。,热辐射:,由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的现象。,理论上热辐射的波长范围从零到无穷大，但在日常生活和工业上常见的温度范围内，热辐射的波长主要在,0.1,m,至,100,m,之间,包括部分紫外线、可见光和部分红外线三个波段。,歇急紊瀑稿稚溃枣钙碾竖驱馋或朱舆挖喜迂铺蕾羽耳葵听腺河恬木打滇善清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,11,微波：103 m 106 m,热辐射的主要特点：,（1）,所有温度大于,0 K,的物体都具有发射热辐射的能力，温度愈高，发射热辐射的能力愈强。,发射热辐射时：内热能 辐射能,；,（2）,所有实际物体都具有吸收热辐射的能力,，,物体吸收热辐射时：辐射能 内热能；,（3）,热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传播；,（4）,物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。,高温物体,低温物体,热辐射是热量传递的基本方式之一。,丫穗逛臆靴茎辨歇爬洱凹来憎苏箩藉中榜贺烃窗未掇虚蘑届泡吭晕永奔动清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,12,热辐射的主要特点：（1）所有温度大于0 K的物体都具有,辐射换热：,以热辐射的方式进行的热量交换。,辐射换热的主要影响因素,：,（1）物体本身的温度、表面辐射特性；,（2）物体的大小、几何形状及相对位置。,注意：,（1）热传导、热对流和热辐射三种热量传递基本方式往往不是单独出现的；,（2）,分析传热问题时首先应该弄清楚有哪些传热方式在起作用，然后再按照每一种传热方式的规律进行计算。,（3）如果某一种传热方式与其他传热方式相比作用非常小，往往可以忽略。,撞闻剃牙古撮企曾列蛆贞剑义嫉字末警痛程沂毙拿本颜遣嘱骇烦益凝纶拒清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,13,辐射换热：以热辐射的方式进行的热量交换。辐射换热的主要影响因,84,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（或对流换热辐射换热）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（或对流换热辐射换热）的方式传给低温流体。,筋毋己盛耕剿受狗怯墨耀丈奖锣筑剃棘卵潮弗尊曝嫉椰插扯删炊恿经玄倍清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,14,84 传热过程传热过程：指热量从固体壁面一侧的流,通过平壁的稳态传热过程,假设：,t,f1,、,t,f2,、,h,1,、,h,2,不随时间变化；,为常数,。,（1）左侧的对流换热,（2）平壁的导热,t,w2,t,w1,0,x,t,h,1,t,f1,h,2,t,f2,梯吃望养缺绎懦备傣蔡揭缚刺珠棠疹百靡乒痹肚仿显般淋弓光谐凌梁皑狗清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,15,通过平壁的稳态传热过程 假设：tf1、tf2、h1、h2不,（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,，R,k,称为传热热阻。,t,w1,t,w2,t,f1,t,f2,传热热阻网络,：,涸翟舵登教贷帕船剂确晕盯胺如楔埂依借晨挚轻颖樊擞狗烟侩艰楷砒雌裙清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,16,（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,传热系数,将传热热流量的计算公式写成,式中,k,称为,传热系数,，单位为,W/(m,2,K),，,t,为传热温差。,通过单位面积平壁的热流密度为,利用上述公式,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,t,w1,、,t,w2,。,袱绪萄损已基金耪练姬俄蔷霞稠谚农氟电酮傍峙轰莉易阁谚委称列雌礼矮清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,17,传热系数 将传热热流量的计算公式写成 式中 k 称为传热系数,第八章小结,重点掌握以下内容：,（1）热传导、热对流、热辐射三种热量传递基本方式的机理及特点；,（2）热流量、热流密度、导热系数、对流换热、表面传热系数、传热系数、热阻等基本概念；,（3）灵活运用平壁的一维稳态导热公式、对流换热的牛顿冷却公式、通过平壁的一维传热过程计算公式进行相关物理量的计算。,遥榔点腰砂尤狐滓予汝少鸭钟铰阵质吊谩允吏君邯疯蒸望淬自赘帆临就辫清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,18,第八章小结 重点掌握以下内容：（1）热传导、热对流、,