传热学导热基本定律和稳态导热课件.pptVIP

CollegeofEnergyPowerEngineering传热学HeatTransfer主讲教师：潘振华Email:

CollegeofEnergyPowerEngineering学习内容第一章绪论第二章导热基本定律和稳态导热第三章非稳态导热第四章对流换热原理第五章单相流体对流换热特征数关联式第六章热辐射基本定律第七章辐射换热计算

CollegeofEnergyPowerEngineering上一讲要点回顾u传热学是研究由温度差引起的热量传递规律的一门科学u热量传递基本方式有三种：热传导、热对流、热辐射u传热过程和传热系数

CollegeofEnergyPowerEngineering本讲要点掌握传热学中的专业术语温度场、温度梯度、等温线(面)掌握傅里叶定律的一般表达式掌握导热机理和导热系数的主要影响因素气体、固体(纯金属、合金、非金属、保温材料)了解导热微分方程的推导思路、基本形式微元控制体，能量平衡分析理解单值性条件尤其是边界条件

CollegeofEnergyPowerEngineering第二章导热基本定律和稳态导热2.1导热的基本概念2.2导热的基本定律2.3导热系数2.4导热微分方程和定解条件2.5一维稳态导热

CollegeofEnergyPowerEngineering2.1导热的基本概念2.1.1温度场定义：温度场是指某一时刻空间所有各点温度分布的总称。一般说来，它是时间和空间的函数，在直角坐标系中可表示为：zyx

CollegeofEnergyPowerEngineering分类：稳态温度场是否随时间变化稳态导热非稳态温度场根据温度场与空间坐标的关系，又可将温度场分为一维、二维和三维温度场。一维稳态温度场：

CollegeofEnergyPowerEngineering2.1.2等温面（线）等温面：某一瞬间温度场中具有相同温度值的点组成的面，它可以是平面也可以是曲面。等温线：等温面与某一平面相交所得的该平面上的一簇交线。

CollegeofEnergyPowerEngineering等温线

CollegeofEnergyPowerEngineering特点：等温线是连续的，它要么终止于物体的边界，要么就在物体内部组成封闭的曲线；不同的等温线，彼此之间不会相交；稳态温度场中，等温线（面）的位置和形状是恒定不变的；由等温线的疏密程度可以直观地反映出不同区域温度变化的相对大小；

CollegeofEnergyPowerEngineering2.1.3温度梯度定义：数值上等于温度场某点处法线方向上的温度变化率，方向为等温线该点处的法线方向中指向温度升高一侧的向量。直角坐标系：

CollegeofEnergyPowerEngineering2.2导热的基本定律导热的基本计算公式：导热量：热流密度：

CollegeofEnergyPowerEngineering数学描述：该式表明，通过导热体某处的热流密度与该处温度梯度的值成正比。这一定律是法国数学物理学家傅立叶于1822年，在对连续均质、各向同性物体导热过程的实验研究基础上提出的。

CollegeofEnergyPowerEngineering法国数学家Fourier:法国拿破仑时代的高级官员。曾于1798-1801追随拿破仑去埃及。后期致力于传热理论，1807年提交了234页的论文，但直到1822年才出版。

CollegeofEnergyPowerEngineering直角坐标系：工程中，一般考虑的是一些简单几何形状物体的导热，这时热流密度常垂直于物体表面，为方便起见，热流密度通常写成标量的形式，即：

CollegeofEnergyPowerEngineering说明：傅立叶导热定律是传热学中的一个普适定律，它可应用于三维温度场中任何一个指定的方向，它不要求导热系数一定是个常数，不要求物体内的温度变化一定是线性的，它同时适用于稳态和非稳态的导热过程。傅立叶导热定律揭示了热流密度和温度梯度之间的关系，一旦物体内的温度分布已知，则可进一步确定出热流密度和热流量。傅立叶导热定律可以非常方便的求解一维稳态导热问题，尤其是一些几何形状简单的物体，如平壁、长圆筒壁、球壳等。

CollegeofEnergyPowerEngineering例1.1：已知右图平板中的温度分布可以表示成如下的形式：其中C、C和平板的导热系数为常21数，计算在通过x=0截面处的热x0流密度为多少？

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