传热学复习课.ppt

传热学总复习 绪论 要求： 深刻理解传热的三种基本方式 导热 热对流/对流换热 热辐射 灵活地应用基本理论分析实际的传热现象 熟练掌握传热过程的概念：传热系数，热阻 绪论----传热学应用实例 实际换热 导热,对流和热辐射是3种基本传热方式,在实际情况下,它们并非单独出现,而是多种方式并存。 在分析传热问题时首先就应该弄清楚有那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。 课堂练习 绪论——传热过程分析 冬天室内热水供暖暖气片的散热过程分析：包括哪些环节？ 绪论——传热过程分析 有人将一碗稀饭放在冷水盆中冷却，为加速冷却，应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的水？ ————03年清华研考题 结合以后的内容及第9章内容，进一步掌握强化换热的原则 稳态导热问题 要求 掌握傅立叶导热定律等基本定律和概念 掌握导热微分方程及其定解条件 建立微分方程的方法：能量守恒 掌握几种典型的几何形状物体的稳态导热解 平壁 圆柱 变导热系数的处理方法 肋的导热问题 建立方程的方法 其他可当作肋来分析的物体（热点偶套管， 稳态导热问题 要求 热阻概念：平壁、圆柱的热阻 运用基本概念灵活分析各种热现象 稳态导热问题 本章的核心，希望大家能够学会一种思想和方法：守恒。 导热问题以及任何其他问题（包括流体力学问题）的数学描述都基于“守恒”这一基本物理原理来建立 要灵活应用“守恒”，特别是能量守恒建立不同的传热过程的数学方程 导热问题—练习 导热微分方程的建立基于什么基本原理？ 导热问题—练习 各向同性物体二维稳态导热，物体中任一点可否具有两个温度梯度？ 导热问题—练习 热电厂冷却用水、锅炉给水要经过软化处理的原因？ 两根直径不同的蒸汽管道，外表面敷设厚度相同，材料相同的保温材料。如果管子外表面和绝热层外表面的 温度相同，其每米长的热损失是否相同？ 课堂练习 两个几何尺寸完全相同的等截面直肋，在完全相同的对流换热条件下，沿肋高方向温度分布如图所示。 非稳态导热问题 基本概念 热扩散率物理意义，Bi, Fo数定义和意义，一维非稳态导热的3种情况的特点 集总分析——重点 物理概念和本质 适用条件 时间常数概念、定义 建立方程的方法（能量守恒） 非稳态导热问题 要求 对集总分析务必要掌握, 并能灵活地运用, 既会求时间,也能由给定时间来倒求尺寸(直径,厚度等). 对一般性的非稳态传热问题，至少要能够建立其微分方程和初始、边界条件 非稳态导热问题 几点说明 导热物体外的换热条件可能是对流换热,也可能是辐射换热,还有可能是对流和辐射的耦合.当外部换热条件为辐射换热或复合换热时,大家应该熟练掌握如何根据能量守恒原理建立导热微分方程. 由Bi数的定义,若表面传热系数h或特征尺度(如直径)未知时,事先无法知道Bi数的大小.因而可以事先假设集总参数法的条件成立,待求出h或d后,进行校核. 课堂练习 教材P93: 习题3-21 思考题 某厂生产的测温元件的说明书中说,该元件的时间常数为1s,从传热学的角度,你认为此值可信吗? 导热问题的数值解——基本思想 用导热问题所涉及的空间和时间区域内有限个离散点(称为节点)的温度近似值来代替物体内实际连续的温度分布，将连续温度分布函数的求解问题转化为各节点温度值的求解问题，将导热微分方程的求解问题转化为节点温度代数方程的求解问题。因此，求解域的离散化、节点温度代数方程组的建立与求解是数值解法的主要内容。 导热问题的数值解 要求 建立节点差分方程的方法，重点掌握控制容积热平衡法； 非稳态问题的数值解 时间步长和空间步长的选择——稳定性条件 显式和隐式格式的概念 向前、向后、中心差分格式 离散代数方程组的迭代解法的发散问题 以上基本概念要很清晰，能够写出所给方程的差分方程 课堂练习 对流换热 要求 熟练掌握本章的基本概念 深刻理解边界层理论，并灵活运用它分析各种对流换热问题以及强化对流换热的指导思想 知道对流换热方程组的推导方法和理论依据 了解边界层积分方程及其结果 熟练掌握相似理论 熟练应用对流换热经验公式进行计算（无需死记公式，但要理解它的含义和用法） 对流换热 要求 对管内、外流动的特点熟知 对自然对流现象有清晰的概念，并能比较强迫对流和自然对流边界层、传热特性的比较 掌握本章的几个重要的准则数的定义、物理意义 对流换热——概述 对流换热的核心问题是对流换热系数 要了解影响对流换热（系数）的因素 知道对流换热微分方程 对对流换热微分方程组要熟知，知道它们建立的方法和思路，对其中各项（如对流项，非稳态项，扩散项等要知道为什么这么叫，不必死记公式的表达形式） 对流换热的单值性条件（第一、二类，无第三类） 对流换热的影响因素 对流换热的数学描