傳熱學(xué)-第一章

1、 傳傳 熱熱 學(xué)學(xué) （Heat Transfer）主主 講：于講：于 慶慶 波波電電 話：話 83672216辦公室：冶辦公室：冶253E-mail：1.為什么上大學(xué)？為了實(shí)現(xiàn)父母的期望為了面子，別人都考，我也考為了就業(yè)，可以找到一份好工作2.大學(xué)到底培養(yǎng)什么的人？學(xué)習(xí)能力 表達(dá)能力思維能力 溝通能力觀察能力 心理能力 3.上大學(xué)真的“無(wú)用”嗎？本科生找不到工作本科生就業(yè)的工資還不如一個(gè)“瓦匠”高大學(xué)里學(xué)的東西都沒(méi)用，到單位才能學(xué)“本事”4.怎么看待找工作時(shí)用人單位的一些“不公正”？學(xué)的好，不如父母好女生不好找工作 刻苦學(xué)習(xí)，認(rèn)真讀書(shū)，往大了說(shuō)是為了祖國(guó)的發(fā)展而奮斗，

2、往小了說(shuō)是為了改善個(gè)人或家庭的生存狀況而拼搏。無(wú)論是為了祖國(guó)還是為了個(gè)人，懇請(qǐng)大家珍惜時(shí)光、靜下心來(lái)認(rèn)真學(xué)習(xí)。課程特點(diǎn)：實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)科學(xué)，常稱為工程傳熱學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課，聯(lián)系基礎(chǔ)課與專業(yè)課的紐帶與橋梁，與工程熱力學(xué)、流體力學(xué)并稱為能源動(dòng)力類專業(yè)的三大支柱課，是本專業(yè)學(xué)生安身立命的一門(mén)課程能量守恒定律(熱力學(xué)第一定律)是貫穿全書(shū)的主線要 求： 認(rèn)真記筆記，仔細(xì)體會(huì)所學(xué)內(nèi)容 (最好)課前預(yù)習(xí)、課后(必須)復(fù)習(xí)，按時(shí)完成作業(yè) 平時(shí)歡迎隨時(shí)提問(wèn)，考試后謝絕拜訪成 績(jī)： 平時(shí)成績(jī)(隨堂測(cè)驗(yàn))5+期中考試35+期末考試60學(xué)問(wèn)三境界： 昨夜西風(fēng)凋碧樹(shù)，獨(dú)上高樓，望斷天涯路 衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴

3、眾里尋她千百度，暮然回首，那人卻在燈火闌珊處第一章 緒 論 (1) 定義：傳熱學(xué)是研究由溫差引起的熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)，具體來(lái)講主要有熱量傳遞的機(jī)理、傳熱量與溫差之間的關(guān)系、傳熱量的計(jì)算和測(cè)試方法。 (2) 熱量傳遞過(guò)程的推動(dòng)力：溫差 熱力學(xué)第二定律：熱量可以自發(fā)地由高溫?zé)嵩磦鹘o低溫?zé)嵩?有溫差就會(huì)有傳熱 溫差是熱量傳遞的推動(dòng)力1.1 傳熱學(xué)的研究?jī)?nèi)容及其應(yīng)用1. 傳熱學(xué)（傳熱學(xué)（Heat Transfer）2. 傳熱學(xué)與工程熱力學(xué)的關(guān)系傳熱學(xué)與工程熱力學(xué)的關(guān)系(1) 熱力學(xué) + 傳熱學(xué) = 熱科學(xué)(Thermal Science) 系統(tǒng)從系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)一個(gè)平衡態(tài)到到另另一個(gè)平衡態(tài)一個(gè)平衡態(tài)的

4、過(guò)程的過(guò)程中傳遞熱量的多少。中傳遞熱量的多少。 關(guān)心的是熱量傳關(guān)心的是熱量傳遞的遞的過(guò)程過(guò)程，即熱，即熱量傳遞的量傳遞的速率速率。熱力學(xué) 傳熱學(xué)tp)(),(fzyxt(2) 傳熱學(xué)以熱力學(xué)第一定律和第二定律為基礎(chǔ)，即 始終從高溫?zé)嵩聪虻蜏責(zé)嵩磦鬟f，如果沒(méi)有能量形式的轉(zhuǎn)化，則 始終是守恒的水，水，M220oC鐵塊鐵塊, M1600oC傳熱學(xué)與熱力學(xué)的區(qū)別傳熱學(xué)與熱力學(xué)的區(qū)別 Ttptk(x,y,z,)3. 傳熱學(xué)應(yīng)用實(shí)例傳熱學(xué)應(yīng)用實(shí)例 自然界與生產(chǎn)過(guò)程到處存在溫差 傳熱很普遍(1) 日常生活中的例子人體為恒溫體。若房間里氣體的溫度在夏天和冬天 都保持25度，那么在冬天與夏天、人在房間里所穿的衣

5、服能否一樣？為什么？中央電視臺(tái)科技博覽報(bào)道：72的鐵和600的木材，用手摸上去的感覺(jué)是一樣的，為什么？電影TITANC中。為什么Jack在水中凍死了，而Rose在木板上卻獲救了？室溫下呈黑色的鐵棒在爐中加熱時(shí)，顏色逐漸呈暗紅、紅、橙黃色，為什么？用紙可以燒開(kāi)水，這種說(shuō)法對(duì)嗎？玻璃杯里的水是無(wú)色的，而游泳池里的水卻是藍(lán)色的為什么？大電流電線外所包的絕緣層，是否不利于電線散熱？(2) 工程技術(shù)領(lǐng)域存在大量的傳熱問(wèn)題能源動(dòng)力火電廠冷卻水塔300MW水-氫冷卻發(fā)電機(jī)組 能源動(dòng)力是傳熱學(xué)應(yīng)用的最主要領(lǐng)域！核裂變發(fā)電石油化工 換熱器廣泛應(yīng)用于化工廠的冷卻塔、洗滌塔等場(chǎng)合，一般占化工廠設(shè)備投資的40%化工廠

6、內(nèi)的熱交換裝置煉油廠內(nèi)的熱力管道石油開(kāi)采裝置制冷空調(diào)在制冷空調(diào)中大量地使用了散熱片和換熱器來(lái)達(dá)到熱交換的目的分體式空調(diào)中央空調(diào)機(jī)組航空航天嫦娥1號(hào)衛(wèi)星神州飛船再入大氣層中國(guó)大飛機(jī)想象圖衛(wèi)星內(nèi)部要求溫度均勻，飛船表面要有良好的絕熱我國(guó)自行研制的“運(yùn)十”大飛機(jī)“運(yùn)十運(yùn)十”簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)介：1970年立項(xiàng)，年立項(xiàng)，1978年完成飛機(jī)設(shè)計(jì)，年完成飛機(jī)設(shè)計(jì)，1980年年9月月26日日進(jìn)行首次試飛。進(jìn)行首次試飛?？諜C(jī)重量空機(jī)重量: 58.12噸噸; 最大起飛重量最大起飛重量:110噸；噸； 最大商載重量最大商載重量:25噸；噸； 最大巡航速度：最大巡航速度：974公里公里/小時(shí)；小時(shí)； 航程航程: 最大商載最大

7、商載21.47噸時(shí)航程噸時(shí)航程3150公里公里 5噸商載時(shí)航程可達(dá)噸商載時(shí)航程可達(dá)8300公里公里乘員：混合級(jí)乘員：混合級(jí)124人人(最大載客最大載客180人人)電子器件計(jì)算機(jī)主板CPU芯片芯片內(nèi)空氣流動(dòng)換熱示意圖CPU散熱器集成電路顯微圖醫(yī)藥領(lǐng)域人體頭部溫度示意 傳熱學(xué)廣泛應(yīng)用于激光手術(shù)、腫瘤高溫治療、低溫外科、移植器官冷凍貯存、疾病熱診斷等技術(shù)中外界冷空外界冷空氣氣20暖和潮濕呼出暖和潮濕呼出的氣體的氣體3537天氣環(huán)境溫室效應(yīng)溫室效應(yīng) 大氣層中的二氧化碳可以使太陽(yáng)發(fā)射的短波長(zhǎng)可見(jiàn)光穿過(guò)大氣層到達(dá)地表，但卻能阻擋地表發(fā)出的長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅外光穿出大氣層向空間輻射，從而使地表聚集的能量越來(lái)越多，造

8、成地球溫度升高。 環(huán)境科學(xué)家估計(jì)，如果全球的溫度上升56，則南北極地區(qū)的冰雪將全部融化，地球上的絕大部分陸地將被淹沒(méi)建筑環(huán)境空心磚實(shí)心磚用計(jì)算機(jī)軟件繪出的室外環(huán)境仿真 建筑上,利用空氣導(dǎo)熱系數(shù)小的特點(diǎn),制成的空心磚具有良好的保溫效果(1) 強(qiáng)化傳熱 在一定條件下增加傳遞的熱量 (2) 削弱傳熱 在一定的溫差下使熱量的傳遞減到最小，也稱為熱絕緣(3) 溫度控制 為使設(shè)備能安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，對(duì)關(guān)鍵部位的溫度進(jìn)行控制5. 傳熱過(guò)程的分類傳熱過(guò)程的分類按溫度與時(shí)間的依變關(guān)系熱傳遞過(guò) 程穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程：物體中各點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間變化 (也稱為定常過(guò)程)非穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程：物體中各點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化 (也稱為非定常

9、過(guò)程)4. 傳熱問(wèn)題的分類傳熱問(wèn)題的分類1-2 熱量傳遞的三種基本方式1 熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）(heat conduction)(1) 定義：指溫度不同的物體各部分或溫度不同的兩物體間直接接觸時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象(2) 物質(zhì)的屬性：可以發(fā)生在固體、液體、氣體中熱傳遞熱傳遞導(dǎo)熱導(dǎo)熱(熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo))對(duì)流對(duì)流(熱對(duì)流熱對(duì)流)熱輻射熱輻射。(4) 導(dǎo)熱的特點(diǎn)： 必須有溫差； 物體直接接觸； 依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而傳遞熱量；(3) 導(dǎo)熱機(jī)理：氣 體分子不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)時(shí)相互碰撞導(dǎo)電固體自由電子在晶格間的運(yùn)動(dòng)非導(dǎo)電固體晶格的振動(dòng)，即原子、

10、分子在平衡位置附近的振動(dòng)液 體類似于氣體；類似于非導(dǎo)電固體(5) 導(dǎo)熱的基本定律： 1822年，法國(guó)數(shù)學(xué)家Fourier: W ddxtA2mW ddxtAq上式稱為Fourier定律，描述的是一個(gè)一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。其中：熱流量，單位時(shí)間通過(guò)某一給定面積的的熱量，wq：熱流密度，單位時(shí)間通過(guò)單位面積的熱流量，w/m2A：垂直于導(dǎo)熱方向的截面積，m2：導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率)，w/( m K)或w/( m )圖1-2 一維穩(wěn)態(tài)平板內(nèi)的導(dǎo)熱t(yī)0 x dxdtq tw1tw2(7) 一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱及其導(dǎo)熱熱阻 如圖所示 對(duì)于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 q = const，于是積分Fourier定律有：210 dd21wwtttt

11、qtxqww(6) 導(dǎo)熱系數(shù) 表征材料導(dǎo)熱能力的大小，是一種物性參數(shù)，與材料的種類和溫度關(guān)。 金屬非金屬固體液體氣體通過(guò)一維平板的導(dǎo)熱 rtttqww21RtAttww21rAR 導(dǎo)熱熱阻單位導(dǎo)熱熱阻通過(guò)一維平板的導(dǎo)熱RUI 歐姆定律Q1wt2wtA導(dǎo)熱熱阻的圖示解：根據(jù)一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱公式有：例題1 一塊厚度=50 mm 的平板， 兩側(cè)表面分別維持在tw1=300，tw2=100。試求下列條件下的熱流密度。 (1) 材料為銅，=375 w/(mK ); (2) 材料為鋼， =36.4 w/(mK ); (3) 材料為鉻磚， =2.32 w/(mK )； (4) 材料為硅藻土磚， =0.242 w

12、/(mK )。通過(guò)一維平板的導(dǎo)熱21wwttq2321mW1028. 905. 010030032. 2wwttq鉻磚：鉻磚： 2221mW1068. 905. 0100300242. 0wwttq硅藻土磚：硅藻土磚：討論討論：由計(jì)算可見(jiàn)，由于銅與硅藻土磚導(dǎo)熱系數(shù)的巨大差：由計(jì)算可見(jiàn)，由于銅與硅藻土磚導(dǎo)熱系數(shù)的巨大差別，導(dǎo)致在相同的條件下通過(guò)銅板的導(dǎo)熱量比通過(guò)硅藻土別，導(dǎo)致在相同的條件下通過(guò)銅板的導(dǎo)熱量比通過(guò)硅藻土磚的導(dǎo)熱量大磚的導(dǎo)熱量大3 3個(gè)數(shù)量級(jí)。因而，銅是熱的良導(dǎo)體，而硅藻個(gè)數(shù)量級(jí)。因而，銅是熱的良導(dǎo)體，而硅藻土磚則起到一定的隔熱作用土磚則起到一定的隔熱作用2621mW105 . 10

13、5. 0100300375wwttq銅：銅：2521mW1046. 105. 01003004 .36wwttq鋼：鋼：(1)定義：流體中（氣體或液體）溫度不同的各部分之間，由于發(fā)生相對(duì)的宏觀運(yùn)動(dòng)而把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象。2 熱對(duì)流（對(duì)流）熱對(duì)流（對(duì)流）(heat convection)(2)對(duì)流換熱：當(dāng)流體流過(guò)一個(gè)物體表面時(shí)的熱量傳遞過(guò)程，他與單純的對(duì)流不同，特點(diǎn)如下： 導(dǎo)熱與熱對(duì)流同時(shí)存在的復(fù)雜熱傳遞過(guò)程 必須有直接接觸（流體與壁面）和宏觀運(yùn) 動(dòng)；也必須有溫差 壁面處會(huì)形成速度梯度很大的邊界層 (3) 對(duì)流換熱的分類 無(wú)相變：強(qiáng)制對(duì)流和自然對(duì)流 有相變：沸騰換熱和凝結(jié)換熱W )(t

14、thAw2mW )( fwtthAqconvection heattransfer coefficient(4) 對(duì)流換熱的基本計(jì)算公式牛頓冷卻公式h 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K)(mW22mA 與流體接觸的壁面面積 Cwt 固體壁表面溫度t 流體溫度 C定義：當(dāng)流體與壁面溫度相差1度時(shí)、每單位壁面面積上、單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量)(ttAhwK)(mW2影響h因素：流速、流體物性、壁面形狀大小等hhrthtqRthAt 1 )(1(5) 對(duì)流換熱系數(shù)(表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))hhrthtqRthAt 1 )(1 )(1WChARh 12WCmhrhThermal resistance for convection(

15、6) 對(duì)流換熱熱阻： (1) 定義：由熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，以電磁波形式傳遞能量的現(xiàn)象3 熱輻射熱輻射(Thermal radiation)a. 任何物體，只要溫度高于0 K，就會(huì)不停地向周?chē)臻g發(fā)出熱輻射；b. 可以在真空中傳播；c. 伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變；d. 具有強(qiáng)烈的方向性；e. 輻射能與溫度和波長(zhǎng)均有關(guān)；f.發(fā)射輻射取決于溫度的4次方。 (2) 特點(diǎn)：a. 當(dāng)你靠近火的時(shí)候，會(huì)感到面向火的一面比背面熱；b. 冬天的夜晚，呆在有窗簾的屋子內(nèi)會(huì)感到比沒(méi)有窗簾時(shí)要舒服；c. 太陽(yáng)能傳遞到地面d. 秋季落在地上的樹(shù)葉，貼近地面的一面結(jié)霜(3) 生活中的例子：(5) 輻射換熱的特點(diǎn)a. 不需要冷熱物體的

16、直接接觸；即：不需要介質(zhì)的存在，在真空中就可以傳遞能量b. 在輻射換熱過(guò)程中伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換物體熱力學(xué)能電磁波能物體熱力學(xué)能c. 無(wú)論溫度高低，物體都在不停地相互發(fā)射電磁 波能、相互輻射能量；高溫物體輻射給低溫物體的能量大于低溫物體輻射給高溫物體的能量；總的結(jié)果是熱由高溫傳到低溫(4) 輻射換熱：物體間靠熱輻射進(jìn)行的熱量傳遞，它與單純的熱輻射不同，就像對(duì)流和對(duì)流換熱一樣。 (6) 輻射換熱的研究方法：假設(shè)一種黑體，它只關(guān)心熱輻射的共性規(guī)律，忽略其他因素，然后，真實(shí)物體的輻射則與黑體進(jìn)行比較和修正，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得修正系數(shù)，從而獲得真實(shí)物體的熱輻射規(guī)律(7) 黑體的定義：能吸收投入到其表面上的所

17、有熱輻射(包括所有方向和所有波長(zhǎng))的物體，因此，相同溫度下，黑體的吸收能力最強(qiáng) (8) 黑體輻射的控制方程： Stefan-Boltzmann 定律 4TA4Tq，4TA真實(shí)物體則為： 發(fā)射率(或者黑度)(424121TTq42T1T2T兩黑體表面間的輻射換熱兩黑體表面間的輻射換熱41T(9) 兩黑體表面間的輻射換熱)(424121TTA例題2 一根水平放置的蒸汽管道， 其保溫層外徑d=583 mm，外表面實(shí)測(cè)平均溫度及空氣溫度分別為tw=48，tf=23，此時(shí)空氣與管道外表面間的自然對(duì)流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=3.42 W /(m2 K), 保溫層外表面的發(fā)射率=0.9。求： (1) 此管道的

18、散熱必須考慮哪些熱量傳遞方式； (2) 計(jì)算每米長(zhǎng)度管道的總散熱量。解：此管道的散熱有輻射換熱和自然對(duì)流換熱兩種方式。把管道每米長(zhǎng)度上的散熱量記為ql)(,fwclttdhthdq)/( 5 .156)2348(42. 3583. 014. 3mW近似地取周?chē)矬w的表面溫度為室內(nèi)空氣溫度， 于是每米長(zhǎng)度管道外表面與室內(nèi)物體及墻壁之間的輻射為：)(4241,TTdqrl)/(7 .274)27323()27348(9 . 01067. 5583. 014. 3448mW討論討論：計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)于表面溫度為幾十?dāng)z氏度以上的：計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)于表面溫度為幾十?dāng)z氏度以上的一類表面的散熱問(wèn)題，自然對(duì)流

19、散熱量與輻射具有相同的一類表面的散熱問(wèn)題，自然對(duì)流散熱量與輻射具有相同的數(shù)量級(jí)，必須同時(shí)予以考慮。數(shù)量級(jí)，必須同時(shí)予以考慮。當(dāng)僅考慮自然對(duì)流時(shí)，單位長(zhǎng)度上的自然對(duì)流散熱例題3 一宇航員在太空模擬艙內(nèi)工作(檢測(cè)儀器儀表的工作性能)，該模擬艙外表面積為3m2，外表面溫度為0，表面發(fā)射率為0.05。模擬艙位于表面溫度為-100的人工環(huán)境的大殼體內(nèi)。此時(shí)模擬艙內(nèi)的溫度保持恒定，試確定模擬艙表面的散熱量。這份能量都是由宇航員身上散失的嗎？解：模擬艙外表面與大殼的內(nèi)表面進(jìn)行輻射換熱，換熱量為 這些能量(1)宇航員身體的散熱 (2)儀器儀表工作時(shí)散出的熱量 w99. 6)273100()2730(1067.

20、 505. 03)(4484241TTAQ1-3 傳熱過(guò)程和傳熱系數(shù)1. 傳熱過(guò)程的定義：傳熱過(guò)程的定義：兩流體間通過(guò)固體壁面進(jìn)行的換熱2 傳熱過(guò)程包含的傳熱方式：傳熱過(guò)程包含的傳熱方式：導(dǎo)熱、對(duì)流、熱輻射(1)(1)熱流體到壁面高溫側(cè)的傳熱熱流體到壁面高溫側(cè)的傳熱輻射對(duì)流輻射對(duì)流(2)(2)壁面高溫側(cè)到壁面低溫側(cè)的傳熱壁面高溫側(cè)到壁面低溫側(cè)的傳熱導(dǎo)熱導(dǎo)熱(3)(3)壁面低溫側(cè)到冷流體的傳熱壁面低溫側(cè)到冷流體的傳熱 對(duì)流輻射對(duì)流輻射 墻壁的散熱3. 一維穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程中的熱量傳遞一維穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程中的熱量傳遞一維穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程一維穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程忽略熱輻射換熱，則左側(cè)對(duì)流換熱熱阻111AhRh固體的導(dǎo)熱

21、熱阻右側(cè)對(duì)流換熱熱阻111AhRhAR 上面?zhèn)鳠徇^(guò)程中傳遞的熱量為：2121212111)()(AhAAhttRRRttffhhff(1-10)tAkttAkff)(21 傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)w/m2K，是表征傳熱過(guò)程強(qiáng)烈程度的標(biāo)尺，不是物性參數(shù)，與過(guò)程有關(guān)。21211111hhrrrhhk單位熱阻或面積熱阻k 越大，傳熱越好。若要增大 k，可增大h1、h2或減小非穩(wěn)態(tài)傳熱過(guò)程以及有內(nèi)熱源時(shí)，不能用熱阻分析法h1、h2的計(jì)算方法及增加k值的措施是本課程的重要內(nèi)容例題3 對(duì)一臺(tái)氟利昂冷凝器的傳熱過(guò)程做初步測(cè)算得出以下數(shù)據(jù)：管內(nèi)水的對(duì)流傳熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h1=8700w/m2K，管外氟利昂蒸汽凝結(jié)換熱表

22、面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2=1800w/m2K，換熱管子壁厚=1.5mm。管子材料是導(dǎo)熱系數(shù)=383w/mK的銅。試計(jì)算三個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻及冷凝器的總傳熱系數(shù)。欲增強(qiáng)傳熱應(yīng)從哪個(gè)環(huán)節(jié)入手？解：將圓管按厚度等于管子壁厚的平板來(lái)看待 水側(cè)換熱面積熱阻 管壁導(dǎo)熱面積熱阻 氟利昂蒸汽凝結(jié)面積熱阻 冷凝器的總傳熱系數(shù)w/Km 1015.rK/wm 1092. 3383105 . 12632rw/Km 1056. 51800112423hrK w/m148012321rrrk三個(gè)環(huán)節(jié)的總熱阻K/wm 10749. 61056. 51092. 31015. 124464321rrrr各環(huán)節(jié)占總熱阻

23、份額%03.1710749. 61015. 1441rr%58. 010749. 61092. 3462rr%39.8210749. 61056. 5443rr故：欲增強(qiáng)冷凝器的傳熱，應(yīng)設(shè)法減小氟利昂側(cè)的熱阻1-4 傳熱學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史18世紀(jì)30年代工業(yè)化革命促進(jìn)了傳熱學(xué)的發(fā)展導(dǎo)熱（Heat conduction）鉆炮筒大量發(fā)熱的實(shí)驗(yàn)（B. T. Rumford, 1798年）兩塊冰摩擦生熱化為水的實(shí)驗(yàn)（H. Davy, 1799年）導(dǎo)熱熱量和溫差及壁厚的關(guān)系（J. B. Biot, 1804年）Fourier 導(dǎo)熱定律 (J. B. J. Fourier , 1822 年）G. F. B. Ri

24、emann/ H. S. Carslaw/ J. C. Jaeger/ M. Jakob 對(duì)流換熱對(duì)流換熱(Convection heat transfer)不可壓縮流動(dòng)方程 （M.Navier,1823年)流體流動(dòng)Navier-Stokes基本方程 (G.G.Stokes,1845年）雷諾數(shù)(O.Reynolds,1880年）自然對(duì)流的理論解（L.Lorentz, 1881年）管內(nèi)換熱的理論解（L.Graetz, 1885年；W.Nusselt,1916年）凝結(jié)換熱理論解 （W.Nusselt, 1916年）強(qiáng) 制 對(duì) 流 與 自 然 對(duì) 流 無(wú) 量 綱 數(shù) 的 原 則 關(guān) 系 （W.Nus

25、selt,1909年/1915年）流體邊界層概念 （L.Prandtl, 1904年）熱邊界層概念 （E.Pohlhausen, 1921年）湍流計(jì)算模型 （L.Prandtl,1925年；Th.Von Karman, 1939年；R.C. Martinelli, 1947年） 熱輻射及輻射換熱熱輻射及輻射換熱(Thermal radiation)黑體輻射光譜能量分布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(O.Lummer,1889年）黑 體 輻 射 能 量 和 溫 度 的 關(guān) 系 ( J . S t e f a n a n d L.Botzmann,1889年）黑體輻射光譜能量分布的公式p維恩公式（1896年）/Ray

26、leigh-Jeans公式p能量子假說(shuō) （M. Planck,1900年）p光量子理論（A.Einstein,1905年）物體的發(fā)射率與吸收比的關(guān)系（G.Kirchhoff,1859年/1860年）物體間輻射換熱的計(jì)算方法 （波略克，1935年H.C.Hotel, 1954年；A.K.Oppenheim,1956年)數(shù)值傳熱學(xué)數(shù)值傳熱學(xué) （1970年）年） 本章小結(jié)：本章小結(jié)：(1) 導(dǎo)熱 Fourier 定律：(2) 對(duì)流換熱 Newton 冷卻公式：(3) 熱輻射 Stenfan-Boltzmann 定律： (4) 傳熱過(guò)程xtAddtAh4TA21211111hhrrrhhk作業(yè)作業(yè)1-

27、1，1-4，1-5，1-6，1-9，1-13，1-14，1-171-20，1-24，1-26，1-27，1-28，1-31，1-40思考題思考題1. 熱量傳遞的基本方式及傳熱機(jī)理。熱量傳遞的基本方式及傳熱機(jī)理。2. 一維傅立葉定律的基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。一維傅立葉定律的基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。3. 牛頓冷卻公式的基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。牛頓冷卻公式的基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。4. 黑體輻射換熱的四次方定律基本表達(dá)式及其中各物理量的黑體輻射換熱的四次方定律基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。定義。5. 傳熱過(guò)程及傳熱系數(shù)的定義及物理意義。傳熱過(guò)程及傳熱系數(shù)的定義及物理意義。6. 熱阻的概念熱阻的概念. 對(duì)流熱阻對(duì)流熱阻, 導(dǎo)熱