传热学绪论2013 09.ppt

（5）牛顿冷却公式 ?h的物理意义：单位温差作用下通过单位面积的热流量。 表面传热系数的大小与传热过程中的许多因素有关。它不仅取决于物体的物性、换热表面的形状、大小相对位置，而且与流体的流速有关。 一般地，就介质而言：水的对流换热比空气强烈； 就换热方式而言：有相变的强于无相变的；强制对流强于自然对流。 对流换热研究的基本任务：用理论分析或实验的方法推出各种场合下表面换热导数的关系式。 表面传热系数的数值范围 热阻的概念 热阻是一个非常重要的概念，对以后的分析有非常重要的作用，所以必须重视。 3. 热辐射(Thermal radiation) f 发射辐射取决于温度的4次方。 由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象 (1) 定义 (2) 特点： a 任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热辐射； b 可以在真空中传播； c 伴随能量形式的转变； d 具有强烈的方向性； e 辐射能与温度和波长均有关； d 冬天，蔬菜大棚内的空气温度在0℃以上，但地面却可能结冰。 (3) 生活中的例子： a 当你靠近火的时候，会感到面向火的一面比背面热； b 冬天的夜晚，呆在有窗帘的屋子内会感到比没有窗帘时要舒服； c 太阳能传递到地面 （4）辐射力的计算公式（四次方定律） 物体间靠热辐射进行的热量传递，它与单纯的热辐射不同，就像对流和对流换热一样。 辐射换热的特点 a 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 (5) 辐射换热 c 无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、相互辐射能量；高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量；总的结果是热由高温传到低温。 b 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 辐射换热的计算 T1 tf T2 透明气体 §1-3 传热过程和传热系数 1 传热过程的定义：两流体间通过固体壁面进行的换热。 2 传热过程包含的传热方式： 导热、对流、热辐射 辐射换热、 对流换热、 热传导 墙壁的散热 3 一维稳态传热过程中的热量传递 忽略热辐射换热，则左侧对流换热热阻 固体的导热热阻 右侧对流换热热阻 上面传热过程中传递的热量为： 传热系数 单位热阻或面积热阻 传热系数 ，是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。 a k 越大，传热越好。若要增大 k，可增大 b 非稳态传热过程以及有内热源时，不能用热阻分析法 c h1、h2的计算方法及增加k值的措施是本课程的重要内容 利用传热学知识分析结霜现象 传 热 学 教材及参考书 教材：《传热学》杨世铭、陶文铨编著 《传热学》戴锅生 编 《传热学》黄善波等 编著 考核方法 闭卷考试 85~90% 平时成绩 10~15% 第一章 绪 论 第一节 概 述 一、传热学与热力学的区别： （1）研究工质不一样；（热：气体；传：固、液、气） （2）热力学研究可逆过程，无温差传热；而传热学则是温差传热，为不可逆过程。 （3）热力学研究热量和功之间的相互转换关系，而传热学则是无做功过程。 （4）热力学研究热量在一段时间内总的交换量J），而传热学着重于单位时间的换热量（W）。 传 热：由于温差而引起的能量的转移。 传热学：研究热量传递规律的一门学科。 二、传热学的应用实例 1 日常生活中的例子： (1) 人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度，那么在冬天与夏天、人在房间里所穿的衣服能否一样？为什么？ (2) 夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。为什么？ (3) 北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利于保温。如何解释其道理？越厚越好？ 为什么水壶的提把要包上橡胶？ 不同材质的汤匙放入热水中，哪个黄油融解更快？ 2 特别是在下列技术领域大量存在传热问题 动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统（MEMS）、新材料、军事科学与技术、生命科学与生物技术… 3 几个特殊领域中的具体应用 (1)航空航天：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 二、传热学的应用实例 (2) 微电子： 电子芯片冷却 (3)生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器官的冷冻保存 (4)军事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存 (5)制冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；高温 水源热泵 (6)新能源：太阳能；燃料电池 二、传热学的应用实例