传热学第一章选编.ppt

传 热 学;考 核 方 法;教材;第一章 绪论;§1-1 传热学概述;分类：稳态过程和非稳态过程 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;二、 传热学和工程热力学的关系; 传热学;工程热力学不考虑能量传递过程所需要的时间，研究热力过程进行的条件、方向和深度，研究能量转换和传递的数量关系和能量利用的品质；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。; 热力学 + 传热学 = 热科学(Thermal Science);§1-2 热量传递的基本方式; 热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射; 热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射;一 热传导（导热）Heat conduction; 导热机理; 导热基本定律; 热导率 (导热系数) (Thermal conductivity);导热系数; 导热热阻：与直流电路的欧姆定律 I=U/R 相似。;例 题 1-1;铬砖：;二 热对流 Heat convection; 对流换热; 对流换热的基本计算式; 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;Thermal resistance for convection; 定义：物体转化本身的热力学能向外发射辐射能的现象；凡物 体都具有辐射能力; 斯蒂芬-玻尔兹曼定律; 辐射换热 Radiation heat transfer;T1;例 题 1-2;近似地取管道的表面温度为室内空气温度， 于是每米长度管道外表面与室内物体及墙壁之间的辐射为：;§1-3 传热过程与热阻; 传热系数的计算; 热阻; 单位面积传热热阻;现实生活和生产中存在大量的传热问题;a 航空航天：高温叶片气膜冷却与发汗冷却；火箭推力室的 再生冷却与发汗冷却；卫星与空间站热控制；空间飞行 器重返大气层冷却；超高音速飞行器（Ma=10）冷却； 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 b 微电子： 电子芯片冷却 c 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器 官的冷冻保存 d 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存 e 制 冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；高温 水源热泵 f 新 能 源：太阳能；燃料电池;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;Most houses have radiators to heat their rooms. This is a bad name for them - as they give off heat mainly by convection! ;why breezes come from the ocean in the day and from the land at night？;§1-4 传热学发展简史;对流换热 （Convection heat transfer） 不可压缩流动方程 （M.Navier,1823年) 流体流动Navier-Stokes基本方程 (G.G.Stokes,1845年） 雷诺数(O.Reynolds,1880年） 自然对流的理论解（L.Lorentz, 1881年） 管内换热的理论解（L.Graetz, 1885年；W.Nusselt,1916年） 凝结换热理论解 （W.Nusselt, 1916年） 强制对流与自然对流无量纲数的原则关系 （W.Nusselt,1909年/1915年） 流体边界层概念 （L.Prandtl, 1904年） 热边界层概念 （E.Pohlhausen, 1921年） 湍流计算模型 （L.Prandtl,1925年；Th.Von Karman, 1939年；R.C. Martinelli, 1947年）; 热辐射及辐射换热(Thermal radiation) 黑体辐射光谱能量分布的实验数据(O.Lummer,1889年） 黑体辐射能量和温度的关系(J.Stefan and L.Botzmann,1889年） 黑体辐射光谱能量分布的公式 维恩公式（1896年）/Rayleigh-Jeans公式 能量子假说 （M. Planck,1900年）/光量子理论（A.Einstein,1905年） 物体的发射率与吸收比的关系（G.Kirchhoff,1859年/1860年） 物体间辐