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四川大学
工程
传热学
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四川大学工程传热学,四川大学,工程,传热学
- 内容简介：
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工程传热学工程传热学工程传热学工程传热学（Engineering Heat TransferEngineering Heat Transfer）School of Chemical EngineeringDr. Wenyun WEI 传热学杨世铭，陶文铨，第二版传热学杨世铭，陶文铨，第二版 传热学戴锅生，第二版传热学戴锅生，第二版 Heat Transfer(2nd Edition), by Anthony F. Mills Fundamentals of Heat and Mass TransferF. P. Incropera, D.P. DeWitt 对流换热对流换热V. S. 阿巴兹阿巴兹 凝结和沸腾施明恒等编著凝结和沸腾施明恒等编著 数值传热学陶文铨编著数值传热学陶文铨编著ReferenceCharacteristics of this course Covering a variety of engineering application, Engineering HeatTransfer Fundamental course，introduction course, connecting with professional course Main line-conservation of energy Based on: mathematics, physics, calculation method, fluid mechanics, engineering thermodynamics, et al.The importance and necessity of this course： Temperature difference exists everywhere. Heat transfer is the base of the technology, such as energy engineering, power engineering, chemical engineering, mechanicalengineering, electrical engineering, civil engineering, et al Heat transfer, fluid mechanics and engineering thermodynamics-three main basement for energy and power engineeringChapter 1 Introduction1. The content of heat transfer as an engineering curriculum(2) Drive force of the heat transfer process？Heat conduction, convection, radiation,and heat exchanger analysisThe Second Law of ThermodynamicsTemperature differenceHeat transfer- science to reveal the law of heat transfer when a temperature difference exists.(1) Definition？2. Three ways of heat transferConduction ConvectionRadiationResearch methodNumerical methodExperimentSeparationAnalogyvisualization of natural convection in a circle space Numerical results of the temperature distribution in a turbineTemperature in an electromotorCircumstance in a carSoftwares to resolve the flow and heat transfer issues: CHAM Company (U.K.) PHOENICS，FLUENT Company(U.S.)FLUENT, AEA Technology (U.K.)CFX, Flow Science Company (U.S.)FLOW-3D, ComputatioalDynamics Company (U.K.)STAR-CD, et al. 3. The difference between the heat transfer and thermodynamicsThermodynamics The conservation of energy and the direction in which energy may be transferred, most frequently the situations in equilibrium.Heat transfer The mechanisms responsible for the transferring energy from one place to another when a temperature difference exists, both equilibrium and non-equilibrium processes.Thermodynamics：Heat transfer：mTQ( , , , )( )T x y zQf=Water，M220oCIron, M1300oC4. Application examplesFigure 1.1.1 Molten polymer is deposited as a liquid onto a chill roll and removed somewhere downstream.4. Application examplesFigure 1.1.2 A process for recovering salt-free water from brine.4. Application examplesFigure 1.1.3 Radiant heating of water flowing inside small tubes.The cooling process of drinks in the refrigeratorAir brick will be benefit to keep the room temperature.4. Application examplesNuclear reaction A conduction problemwith inner heat source.Laser machining process4. Application examplesCooling of the electronic unitForced convection and natural convectionAir-condition4. Application examples厨师吹肉丝厨师吹肉丝0065300.510030tttt=一厨师在炒鸡肉丝时要品尝一下咸淡，于是他从一厨师在炒鸡肉丝时要品尝一下咸淡，于是他从100的 热炒锅中取出一鸡肉丝，用口吹了一会，待其降至的 热炒锅中取出一鸡肉丝，用口吹了一会，待其降至65时再放入口中。试估算厨师需要吹多长时间？出锅时鸡肉丝可视为平均直径为时再放入口中。试估算厨师需要吹多长时间？出锅时鸡肉丝可视为平均直径为2mm的圆条，厨师口中吹出的气流温度为的圆条，厨师口中吹出的气流温度为30，其与鸡肉丝之间的表面传热系数为，鸡肉丝的，其与鸡肉丝之间的表面传热系数为，鸡肉丝的解：首先检验是否可用集中参数法。为此计算解：首先检验是否可用集中参数法。为此计算故可以采用集中参数法。故可以采用集中参数法。所以所以由此解得由此解得冰冻三尺，非一日之寒冰冻三尺，非一日之寒设地表温度为设地表温度为10，后受到冷空气侵袭，地表温度降为，后受到冷空气侵袭，地表温度降为-15 并维持不变，确定这种条件下，地面下并维持不变，确定这种条件下，地面下1m处温度降为处温度降为0 所需的时间。所需的时间。解：土壤地物性取为解：土壤地物性取为于是于是所以有所以有即即查表得查表得得天由上面的分析可知当地表温度很低时，地下还可以保持较高的温度。所以将水管埋在地下可防止水结冰。得天由上面的分析可知当地表温度很低时，地下还可以保持较高的温度。所以将水管埋在地下可防止水结冰。Automobile crankcase -Heat loss from bottom surface exposed to air streamCooling air drawn over electronic devices mounted on board. Devices are 4 x 4 mm in size, spacing = 0.25 mm. Find the surface temperature of the fourth device, assumed uniform surface T.T= 27 CV = 10 m/sQ = 40 mW each device“turbulator”15 mmCLSpecial case 1Special case 2Example ：Example ：Assume that a person can be approximated as a cylinder of 0.3-m diameter and 1.8-m height with a surface temperature of 24. Calculate the body heat loss while this person is subjected to a 15 m/s wind whose temperature is -5 .Assume that a person can be approximated as a cylinder of 0.3-m diameter and 1.8-m height with a surface temperature of 24. Calculate the body heat loss while this person is subjected to a 15 m/s wind whose temperature is -5 .1 21 32 0.6RePrNu =+Molten leadSpecial case 3: Free falling liquid dropsSpecial case 3: Free falling liquid drops人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度，那么在冬天与夏天、人在房间里所穿衣服能否一样？为什么？人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度，那么在冬天与夏天、人在房间里所穿衣服能否一样？为什么？夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。为什么？夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。为什么？北方寒冷地区，建筑房屋采用双层玻璃以利于保温。如何解释其道理？越厚越好？北方寒冷地区，建筑房屋采用双层玻璃以利于保温。如何解释其道理？越厚越好？为什么冬天人脸的耳朵和鼻子最凉？为什么冬天人脸的耳朵和鼻子最凉？日常生活中的例子能源动力、制冷、建筑环境、化工、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统（MEMS）、新材料、纳米技术、军事科学与技术、生命科学与生物技术能源动力、制冷、建筑环境、化工、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统（MEMS）、新材料、纳米技术、军事科学与技术、生命科学与生物技术技术领域中大量存在传热问题AN-124协和式超音速客机AN-225Turbojet: 涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机航空发动机高温叶片冷却冷却技术失效时冷却技术失效时STS-110 Atlantis launch on April 8th 2002火箭发动机神州5号神州6号顺利返回神州6号顺利返回烧蚀防热火箭发动机火箭发动机推力室发汗冷却电阻电火箭电阻电热推进器冲压发动机X-51效果和构造示意图X-51效果和构造示意图高超音速导弹鼻锥发汗冷却高超音速导弹鼻锥发汗冷却预警飞机金属泡沫换热器在预警飞机上的应用金属泡沫换热器在预警飞机上的应用航空母舰上飞机的热防护航空母舰上飞机的热防护热管散热器新材料热能工程系 工程热物理研究所热能工程系 工程热物理研究所Blast Furnace（高炉）热能工程系 工程热物理研究所热能工程系 工程热物理研究所Casting Process锅炉汽轮机锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器发电机给水泵凝汽器超临界压水堆超临界二氧化碳快速气冷堆热泵与制冷系统HeatcompressorExpansiondevicecondenserevaporatorcabinet太阳直太阳直太阳直太阳直射辐射射辐射射辐射射辐射大气长大气长大气长大气长波辐射波辐射波辐射波辐射太空散太空散太空散太空散射辐射射辐射射辐射射辐射对流对流对流对流换热换热换热换热地面反射辐射地面反射辐射地面反射辐射地面反射辐射环境长波辐射环境长波辐射环境长波辐射环境长波辐射地面长地面长地面长地面长波辐射波辐射波辐射波辐射壁体得热壁体得热壁体得热壁体得热室内表面与空气的热平衡关系示意室内表面与空气的热平衡关系示意室内表面与空气的热平衡关系示意室内表面
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