绪论_传热学.ppt

解： 双层玻璃：由传热过程计算式 单层玻璃：由传热过程计算式 单层玻璃的散热量是双层玻璃的2.6倍，因此，北方冬天采用双层玻璃保暖 思考题 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？ 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？ 4.烧开水时，为什么一旦水烧干了，铝壶就很容易烧坏？ 5.电影《泰坦尼克号》里，为什么Jack冻死了，而Rose没有？ 6.中央电视台1999年9月5日的《科技博览》指出：72°C的铁和600°C的木头摸上去的感觉是一样的，您知道为什么吗？ 7.冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来 感到很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。 8． 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些? 9．利用同一冰箱储存相同的物质时，试问结霜的冰箱 耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大? 10．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉得更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中 的凉水?为什么? 11.锅炉炉膛水冷壁（1600K vs 700k） 正常运行情况下管壁温度的分析 内外管壁表面干净 如果运行不当，管内结了一层水垢；管外结了一层灰垢，锅炉又要保持额定出率，会发生什么情况 水垢 灰垢 水垢 灰垢 13.改变暖气管中的水速或把铸铁管换成铜管可否显著强化换热？ 14.要及时清除冰箱内的结霜 15.家用热得快要及时清除水垢 7.冬天，屋顶结霜或积雪有利于房屋保暖 16.下列三种情形，要强化传热过程应当从哪个环节入手 17.纸杯烧开水 §1-2 传热的基本方式 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 1.应用背景介绍 冷饮在冰箱中的降温过程 冰箱中的热传导 墙壁的散热 空心砖可更有效地保持室温 核反应堆-内热源导热问题 集成电路 指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。 物质的属性：可以在固体、液体、气体中发生 激光加工过程 激光手术 2.定义 必须有温差 物体直接接触 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量 物体之间不发生宏观的相对位移 是物质的固有本质 3.特点 气体：气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。 导电固体：自由电子运动。 非导电固体：晶格结构的振动。 液体：很复杂。 4. 机理 ?：热流量，单位时间传递的热量[W] q：热流密度，单位时间通过单位面积传递的热量 A：垂直于导热方向的截面积[m2] ：平壁两侧壁温之差 热导率（导热系数） 平壁的厚度[m]； 5.计算公式: 傅里叶公式 二、热对流(convection)与对流换热 1.应用背景介绍 对流换热普遍存在 电子器件冷却 强制对流与自然对流 热得快 空调冷凝器与蒸发器 动物的身体散热 电冰箱 散热器 热对流： 流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。 流体中有温差 — 热对流必然同时伴随着热传导，自然界不存在单一的热对流 对流换热： 流体与温度不同的固体壁间接触时的热量交换过程(Convection heat transfer) 2. 定义 对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热；不是基本传热方式 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差 3. 对流换热的特点 4.对流换热的分类 对流换热按照不同的原因可分为多种类型： 是否相变，分为：有相变的对流换热和无相变的对流换热 流动原因，分为：强迫对流换热和自然对流换热。 流动状态，分为：层流和紊流。 5.计算公式：牛顿冷却公式（1701） u t? tw ? A ? — 热流量 [ W ]，单位时间传递的热量 q — 热流密度 h — 表面传热系数 A — 与流体接触的壁面面积 — 固体壁表面温度 — 流体温度 （Convection heat transfer coefficient） 6 对流换热系数(表面传热系数) 由于对流换热是一个复杂的热量交换过程，影响因素很多，如：引起流动的原因（自然或强迫流动）：流体流动的状态（层流或紊流）：流体的物理性质（密度、比热等）：流体的相变（沸腾或冷凝）；换热边界的几何因素（形状、大小及相对位置等）。显然，单凭上式是不可能描述或反映这些复杂因素对换热过程的影响，而只是把这些因素都集中到对流换热系数 —— 当流体与壁面温度相差1度时