传热学一课件.pptVIP

* 传热学部分 尹水娥 热工理论基础 专业：热能工程 E-mail: yinshuie@163.com Office ：7522641 教材 《传热学》，戴锅生著，第二版 学时 总学时：24，讲课：22，实验：2 参考资料：《传热学》，杨世铭、陶文铨编著，第四版 《传热学重点难点及典型题精解》，王秋旺，西安交大出版社 辅导 周四 4:00-5:00pm，一校区教4楼 热能教研室 第一章 绪论 §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 一、传热与传热学 有温差的物体，热量自发地 由高温物体传给低温物体 没有温差的地方没有热量 传递 传热：是物质在温差作用下所发生的热量传递。 传热学：研究由温差引起的热量传递规律的科学。 二、传热学的普遍性 自然界与生产过程到处存在温差—传热很普遍 日常生活中的例子 l l l 冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来为什么 感到很暖和？并且经过拍打以后，为什么效果更加明显？ 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？ 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？ 在下列技术领域大量存在传热问题 动力、化工、制冷、建筑、环境、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… 燃煤电厂的基本流程 锅 炉 工 作 原 理 三、传热学与工程热力学的关系 相同点： 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础 热力学第一定律 热力学第二定律 热量始终是从高温物体向低温物体传递，在热量传递过程中 若无能量形式的转换，则热量始终保持守恒。 热量能自发的从高温物体传递到低温物体 Q = mc p (t1 ? t2 ) 单位：J 不同点 a. 工程热力学：热能与机械能及其他形式能量之间 相互转换的规律。不考虑热量传递过程的时间。 研究系统从一个平衡态到 另 一个平衡态过程中 热量传递的多少 dQ dτ Φ = b. 传热学：热量 Φ 传递过程的规律，时间是重要 参数 。关心的是温度随 时间的 变化和单位 时间所传 递的热量—热流量。 单位：W t = f ( x , y , z , τ ); Q = f (τ ) 水，M2 20oC 传热学与工程热力学研究的问题不同 铁块, M1 300oC 热 力学： tm , Q 传热学：过程的速率 传热学研究内容 热量传递的机理和速率、温度 场的变化 传热学的工程应用 1、 强化传热：即在一定的 条件下， 增加 所传递 的热量。 如热水的 搅拌冷 却 2 、 削弱传热，也称 热绝缘 ：即在一 定的温差 下，使 热量的传递 减到最小。如热 水瓶 3 、温度控 制：为使 一些设备能安全 经济 地 运 行 ，需要对热量传递中的 关键部位进行温 度控 制 。如航 天器返回 地面， 笔记本的 散热 q = = λ ?? ?? m 四、传热问题的分类和主要计算量 ? ? 稳态传热过程: 传热过程中各处温度不 随时间变化。 非稳态传热过程：传热过程中各 处温度随时间变化。 热流量： 热流密度： [ W ] dQ d τ Φ = Φ A ?t δ ? W ? 2 §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 一、热传导（导热） 1 、定义和特征 ? 定义：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 。 ? 导热是物质的属性：只要存在温差，可以在固 体、液体、 气体中发生 2 、导热的 特点 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 不 发生宏观的相对位移 3 、导热机理 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 子运动和晶格结构的震 动。 非 导电固 体：晶格结构的 振动。 液 体：很 复杂。 q = = λ 热导率（导热系数）?? ?? [ W ] ?t δ Φ = λ A ? ? Φ ?t ? W ? A δ ? m 2 ? Φ：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 δ : 平壁的厚度[m]； A ： 垂直于导热方向的 截面积