传热学教案1_传热学教案12

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第1章 绪论

1、重点内容： ① 热能传递的三种方式及热量传递的速率方程；

② 传热过程及传热方程式； 2、掌握内容：黑体，传热系数，传热热阻。3、了解内容：传热学的研究内容

第一章介绍传热学的研究内容，传热学中热量传递的三种基本方式：导热、对流、热辐射。以及包含这三个基本方式的传热过程。

4、基本概念: 热传导、热对流、热辐射、黑体、传热过程、热阻、热流密度。

5、基本定律：傅里叶定律、牛顿冷却公式、斯蒂凡-波尔兹曼常数。学习目标：

①

能确定物体的传热方式。

②

能利用热量传递的速率方程计算热流密度或热流量。③ 能利用传热方程式计算传热过程的传热量。④ 掌握如黑体，传热系数等基本概念。

§1-1 热能传递的三种基本方式

包括热传导、热对流、热辐射三种方式 一、热传导 1、概念

物体各部分之间不发生相对位移，而依靠分子、原子等微观粒子的热运动产生的热能传递。

2、公式

由傅立叶定律知：单位时间通过一定面积的导热热流量与温度变化率和面积有关：

=—Adt（1-1）dxλ为材料导热系数，负号表明热量传递方向与温度升高方向相反。

通过单位面积的热流量称为热流密度：

dtq==-（1-2）Adx二、热对流

1、概念

由于流体宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所导致的热量传递。工程上主要研究流体流过一物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程，称为对流传热。根据流动起因，对流传热可分为两类：强制对流和自然对流。另外，液体相变时也伴有对流传热，一般分为沸腾传热和凝结换热。

2、公式

q=ht（1-3）=hAt（1-4）

h为表面传热系数，Δt为壁面与流体间温差，永远取正值。

三、热辐射

1、概念

物体会因各种原因发出辐射能，其中因为热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。

物体间通过辐射方式进行热量传递成为辐射换热。辐射传热的两个特点：

① 能在真空中传递，而且在真空中传递最有效。② 不仅伴随能量的转移，而且有能量形式的转换。

理想黑体：能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。

2、公式

斯蒂凡-波尔兹曼定律：黑体在单位时间内发出的热辐射热量

=AT4（1-5）

实际物体辐射热流量采用发射率（黑度）修正：

=AT4（1-6）

两种简单的情况：两块非常接近的互相平行黑体壁面间辐射传热、封闭空腔内物体表面辐射换热。

（1-7）=1A1（T14-T24）

§1-2 传热过程和传热系数

一、传热方程式

1、概念

传热过程：热量由壁面一侧流体通过壁面传递到另一侧流体的过程。包括串联着的三个环节：

① 热流体与壁面高温侧的换热 ② 壁面高温侧倒壁面低温侧的热量传递 ③ 壁面低温侧与冷流体换热。这三个过程中的热流量应该是相等的。

=A（tf1-tf2）（1-8）

11++h1h2也可以表示成：

（1-9）=Ak（tf1-tf2）K为传热系数，数值上等于冷热流体见温差为1℃、传热表面积1㎡时热流量的值。

二、传热热阻

由（1-8）和（1-9）式可得

111=++（1-10）kh1h2两边同乘以1/A得：

111（1-11）=++AkAh1AAh2如此可以将（1-9）式写成温压-热阻形式。热阻叠加原则与电学中的串联法则相对应。即为传热过程热阻。传热过程Ak 17