《传热学复习》PPT课件.ppt

传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。具体来讲主要有热量传递的机理、规律、计算和测试方法。,热传导（导热）指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体之间直接接触，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。 导热的特点,热对流指流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象。,对流换热: 流体与固体壁面直接接触时换热。 特点:,热辐射，由于自身温度或热运动的原因而激发产生的电磁波向空间传播其内能的过程。 特点,基本概念,温度场:某一瞬时空间（或物体内）所有各点的温度分布的总称。,t = f (x, y, z,)，,稳态,等温面：同一时刻，温度场中所有温度相同的点连接所构成的面。,等温线: 不同的等温面与同一平面相交的交线。,特点： 1. 温度不同的等温面不会相交 2. 等温面上不会有热流（即热量传递） 3. 等温面法线方向上的温度变化率最大。,温度梯度：沿等温面（线）法线方向上的温度变化率。,导热,基本定律（傅里叶定律）,(热流量)gradt A W (J/s),（W /m2）,导热系数,导热微分方程式,温度分布,n层平壁,单层平板,温度分布,多层圆筒,单层圆筒,等截面内的温度分布,散热量,肋端温度,温度测量误差,肋片,过余温度,对流换热,定性分析：流动起因和流动形态,自然对流，流体内部因温度不均衡形成密度差而导致的对流 。,受迫对流 ，流体受外力作用而导致的对流。,流动型态，层流和紊流,判别,层流,紊流,流动边界层，由于粘性作用, 在固体表面附近流体速度发生剧烈变化的薄层称流动边界层。,热边界层，当壁面与流体间有温差时，会在固体表面附近的流体中产生温度发生急剧变化的薄层 称热边界层）,与t 不一定相等,数学分析,对流换热微分方程,傅里叶定律牛顿公式,能量微分方程,导入与导出的净热量+热对流传递的净热量=微单元体储存的能量,运动微分方程（N-S方程）,运动微分方程,相似原理,努塞尔特准则,雷诺准则,格拉晓夫准则,普朗特准则,定性温度,定型尺寸,竖壁(竖管)：壁高（h）,管内流动：(d),非圆形槽道：,相似性判别,1。现象相似,2。单值性条件相似,3。无量纲准则数对应相等,，,，,，,实验关联式,平板,层流,紊流,管内受迫流动,层流,旺盛紊流,紊流,a. 流体与壁面具有中等以下温度,(n=0.4 for heating),(n=0.3 for cooling),L/d50,b. 流体与壁面具有较大的温差,层流,长管,短管,外掠圆管对流换热,定性温度：流体的平均温度 定型尺寸：管外径,自然对流换热,紊流,常壁温,定性温度:,定型尺寸:,h（坚壁or竖管），横管（d）,常热流,采用修正Gr*来计算,P184 表513,热辐射,吸收率，反射率，投射率和发射率（或黑度）,作为表面的热辐射性质,c. 漫灰表面 表面的辐射特性与方向和波长都无关,a. 漫表面 表面的辐射特性与方向无关 b. 灰表面 表面的辐射特性与波长无关,黑体是一个理想的吸收体，在热辐射中可把它作为标准以衡量实际物体的吸收率和发射率。特性： (1) 在同温度条件下，黑体具有最大的辐射力 Eb（T）E（T） (2) 黑体的辐射力是温度的单调递增函数 Ebf（T） (3) 黑体辐射各向同性，即与方向无关,发射率（实际表面的辐射力与同温度下黑体辐射力的比值） 全辐射发射率 单色发射率,辐射力E: 表达了物体表面在某温度T下发射辐射的本领，只要表面温度0K，就会有辐射能量。每单位表面积在单位时间内向半球空间所有方向所发射的全波长的能量。,热辐射的基本定律,普朗克（planck）定律,斯蒂芬波尔兹曼定律,兰贝特定律,EEn cos W/m2,基尔霍夫定律 发射率吸收率,角系数,X12,性质,1.完整性,X11+X12+X131,2. 互换性,A1X12=A2X21,3.可加性,X12=X1