熱工基礎(chǔ) 課件第8章 熱量傳遞的方式

《熱工基礎(chǔ)》----傳熱學(xué)篇（HeatTransfer）PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

傳熱學(xué)與熱力學(xué)的關(guān)系熱力學(xué)+傳熱學(xué)=熱科學(xué)（ThermalScience）系統(tǒng)從一個平衡態(tài)到另一個平衡態(tài)過程中傳遞熱量的多少。Q關(guān)系熱量傳遞的過程，即熱量傳遞的速率。Q=f(τ)t=f(x,y,z,τ)PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

傳熱學(xué)概述什么是傳熱學(xué)？研究熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)。熱量傳遞的機理、規(guī)律、計算和測試方法熱量傳遞過程的推動力：溫差PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

傳熱學(xué)概述自然界與生產(chǎn)過程到處存在溫差—傳熱很普遍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20度，那么在冬天與夏天、人在房間里所穿的衣服能否一樣？夏天人在同樣溫度（如：25度）的空氣和水中的感覺不一樣。為什么？應(yīng)用實例為什么水壺的提把要包上橡膠？第8章傳熱的基本形式和機理8.1熱量傳遞的基本方式基本方式對流輻射導(dǎo)熱對流輻射熱量的傳遞有導(dǎo)熱、熱對流、熱輻射三種基本方式，而實際的傳熱問題往往是幾種基本傳熱方式共同作用的綜合，因此熱量傳遞是一種十分復(fù)雜的物理過程。8.1.1熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）

heatconduction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，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運動而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象。物質(zhì)的屬性：可以在固體、液體、

氣體中發(fā)生。8.1.1熱傳導(dǎo)導(dǎo)熱的特點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動而傳遞熱量不發(fā)生宏觀的相對位移

——引力場下的單純導(dǎo)熱只能發(fā)生在密實的固體中8.1.1熱傳導(dǎo)基本公式:λ表示熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))，單位是:W/(m.K)。q為熱流密度，表示單位時間內(nèi)通過單位面積的熱流量，單位是:W/m2。8.1.1熱傳導(dǎo)例題:一塊厚度δ=20mm的平板，兩側(cè)表面分別維持在tw1=200℃，tw2=100℃，試求下列條件下的熱流密度。(1)材料為純銅板，λ=398w/(m.K);(2)材料為鋁合金，λ=107w/(m.K);(3)材料為碳鋼，λ=40w/(m.K)。碳鋼：

純銅板：鋁合金：8.1.2熱對流熱對流(convection)和對流換熱定義：流動流體中，溫度不同的各部分之間，由于發(fā)生相對的宏觀運動而把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象。流體中有溫差—熱對流必然同時伴隨著熱傳導(dǎo)，自然界不存在單一的熱對流。對流換熱：流體與溫度不同的固體壁間接觸時的熱量交換過程。（工程問題特別感興趣）Convectionheattransfer8.1.2熱對流8.1.2熱對流對流換熱的特點對流換熱與熱對流不同，既有熱對流，也有導(dǎo)熱。不是基本傳熱方式，是導(dǎo)熱與熱對流同時存在的復(fù)雜熱傳遞過程。必須有直接接觸（流體與壁面）和宏觀運動。必須有溫差。8.1.2熱對流對流換熱的分類是否相變，分為：有相變的對流換熱和無相變的對流換熱。流動原因，分為：強迫對流換熱和自然對流換熱。8.1.2熱對流基本公式：(牛頓冷卻公式)h

為表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，習(xí)慣稱為對流換熱系數(shù)，其單位為W/(m2.K)8.1.2熱對流對流換熱時，熱量的傳遞總是與流體的流動聯(lián)系在一起。一般說來，對流傳熱的強弱與流動發(fā)生的原因、流體的流動狀態(tài)、流體的物性以及換熱面的形狀、位置等一系列因素有關(guān)。對流傳熱情況h/[W/(m2.K)]對流傳熱情況h/[W/(m2.K)]空氣做自由運動4-50水在管內(nèi)做受迫運動250-15000空氣在管內(nèi)受迫運動24-500水發(fā)生沸騰2500-25000水做自由運動100-500水蒸氣發(fā)生凝結(jié)50000-1000008.1.3熱輻射熱輻射(Thermalradiation)定義：物體通過電磁波來傳遞熱量的方式。物體的溫度越高、輻射能力越強；若物體的種類不同、表面狀況不同，其輻射能力不同輻射換熱：輻射與吸收的綜合結(jié)果造成物體間靠輻射進(jìn)行的熱量傳遞。(Radiationheattransfer)。8.1.3熱輻射輻射換熱的特點不需要介質(zhì)，真空中可以傳遞能量

無論溫度高低，物體都在不停地相互輻射能量；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。輻射過程中伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換高溫物體低溫物體8.1.3熱輻射基本公式：T1T28.2傳熱過程8.2.1傳熱過程和傳熱方程傳熱過程

傳熱過程：指熱量從固體壁面一側(cè)的流體通過固體壁面?zhèn)鬟f到另一側(cè)流體的過程。傳熱過程由三個相互串聯(lián)的熱量傳遞環(huán)節(jié)組成:高溫流體低溫流體固體壁(1)熱量從高溫流體以對流換熱的方式傳給壁面；(2)熱量從一側(cè)壁面以導(dǎo)熱的方式傳遞到另一側(cè)壁面；(3)熱量從低溫流體側(cè)壁面以對流換熱的方式傳給低溫流體。傳熱方程通過平壁的穩(wěn)態(tài)傳熱過程假設(shè)：tf1、tf2、h1、h2不隨時間變化；

為常數(shù)。

（1）左側(cè)的對流換熱（2）平壁的導(dǎo)熱

tw2

tw1

0

xt

h1

tf1

h2

tf2

傳熱方程

tw2

tw1

0

xt

h1

tf1

h2

tf2

（3）右側(cè)的對流換熱在穩(wěn)態(tài)情況下，以上三式的熱流量相同，可得式中，Rk稱為傳熱熱阻。傳熱熱阻網(wǎng)絡(luò)：

tw1

tw2

tf1

tf2

Rh1

Rh2

Rλ

傳熱方程

tw2

tw1

0

xt

h1

tf1

h2

tf2

傳熱系數(shù)

將傳熱熱流量的計算公式寫成k稱為傳熱系數(shù)，單位為

W/(m2·K)，

t為傳熱溫差。通過單位面積平壁的熱流密度為可以很容易求得通過平壁的熱流量

、熱流密度q及壁面溫度tw1、tw2。7.2.2復(fù)合換熱復(fù)合換熱的定義：兩種或三種熱量傳遞方式同時起作用的換熱現(xiàn)象。ΦΦτΦc復(fù)合換熱計算的目的是確定各基本熱量