传热学第一章要点.ppt

传 热 学 Heat Transfer 教材 第一章 绪论 分类： 就物体温度与时间的依存关系而言,可以分为稳态过程和非稳态过程 物体中各点的温度不随时间而改变的热传递过程例如：各种热力设备在持续稳定运行时的热传递 非稳态过程 物体中各点的温度随时间而改变的热传递过程 例如：启动、制动、停机过程中所经历的热传递过程 二、 传热学和工程热力学的关系 工程热力学 工程热力学不考虑能量传递过程所需要的时间；传热学则引入时间的概念，研究在不同方式下热量传递的动态过程，研究热力设备在单位时间内传递热量的效能。 §1-2 热量传递的基本方式 一 热传导（导热）Heat conduction 热传导的定义 导热机理 气体：气体分子不规则运动时相互碰撞的结果 导热基本定律 导热系数 导热系数的定义式 由傅里叶定律的数学表达式给出: 测量方法有稳态和非稳态两种 导热系数的数值取决于物质的种类和温度等因素 习惯上把导热系数小的材料称为保温材料,效能高的保温材料都是蜂窝状多孔性结构的材料. 实用计算（工程计算）可以用线性关系来表达 二 热对流 Heat convection 热阻 温差是热量传递的推动力 分子、原子和自由电子的运动 Conduction in gas Conduction in Metals Conduction in Non-Metals 传热系数的计算 假设传热过程处于稳态 从热流体tf1到壁面高温侧tw1的换热： 从壁面高温侧tw1到低温侧tw2的换热： 从壁面低温侧tw2到冷流体tf2的换热： 热电现象的比拟 电学中的欧姆定律: 电流=电压/电阻: 传热现象中: 热流=温差(压)/热阻: 式中总热阻和分热阻的关系也具有电学中串联电路的电阻叠加特性：总电阻等于各串联分电阻之和。 表示成热阻的形式 单位面积传热热阻 h1、h2的计算方法及增加k值的措施是本课程的重要内容 如果各环节的热量传递面积不相等，各环节热阻串联可以写成面积热阻的形式；如通过圆筒壁的传热。 tf2 tf1 tw1 tw2 1/(A1h1) ? /(A?) 1/(A2h2) 总热阻为：(以面积A为基准) 传热量 面积热阻 现实生活和生产中存在大量的传热问题 能源、动力、冶金、化工、制冷、建筑、机械制造、电子、微机电系统（MEMS）、新材料、农业、植物、航空航天、军事科学与技术、生命科学与生物技术… There is no energy flow between two objects at the same temperature. Energy flows from hot objects to cold. We compare hydrogen (yellow, mass = 2) with oxygen (blue, mass = 32) to the left. As the temperature goes up, the speed of the molecules increases. * * 青岛科技大学 热能与动力工程专业 何 燕 任课教师： 何燕 专业方向： 热能与动力工程 E—mail： heyan_sd@163.com Telephone: 《传热学》杨世铭 陶文铨 第四版 《传热学》陈维汉 许国良编著版 《Heat Transfer》J.P.Holman 8th edition 《数值传热学》陶文铨 第二版 参考书 §1-1 传热学概述 §1-2 热量传递的基本方式 §1-3 传热过程与热阻 §1-1 传热学概述 一、传热学（Heat Transfer） 研究热量传递规律的一门科学 研究：机理、规律、模型、实验 特点：实用性强、涉及面广 本质：温差——热量传递的推动力 热力学第二定律 热量可以自发的由高温热源传给低温热源。 可见有温差必有传热。 稳态过程 研究热能与机械能及其他形式能量之间相 互转换规律的一门科学 热力学第一定律 关于能量守恒——能量数量 热力学第二定律 关于能量品质——能量质量 以热力学第一定律和第二定律为基础 分析热量传递现象和过程的机理，揭示过 程特征和规律 ——理论联系实际 具有共同的研究对象：热现象和热过程 能量在数量上保持守恒——能量方程 热量始终是从高温物体传给低温物体 传热学和热力学的联系 热力学的基本定律是传热学理论的基础 传热学理论给出热力学过程的详细信息 传热学 工程热力学不考虑热力设备在不同地点的参数变化，研究热力过程的起始点的状态参数变