八热量传递的基本方式

1、第二篇 传热学 传热学是研究热量传递规律的一门传热学是研究热量传递规律的一门学科。学科。 第八章 绪论传热学研究对象一、传热学研究对象 我们假设在空间里有物体和物体。而且，两物体温度不同，因此，在物体和物体之间要发生热量传递，但是采取什么方式，两物体换热多少，如何使传热传得快、多。又如何传递热量少、慢。此外，传热量计算，物体的温度分布，这些内容就是传热学所研究的对象。 二、学习的必要性 三、应用例 1、热机方面的应用 2、机械冶金方面 3、化工方面： 4、航空方面 5 、余热利用四、传热的二种类型（目的及确定内容） 1.1.对传热的两种要求：对传热的两种要求：强化传热、减弱传热 2. 2.确定

2、内容确定内容 1） 确定换热设备的尺寸及热传递速率。 2） 温度分布或给定界面各点的温度。 五、传热学常用基本概念： （一）热量Q kJ Kcal （二）热流量Q KW （ 三）热流密度q （比热流）w/m2 （四）稳定热传递物体内温度（热量）不随时间变化而变化。 (五)不稳定热传递 物体内部温度（热量）随时间变化而变化热传递的三种基本方式 一、导热一、导热 ( (Heat Conduction)Heat Conduction) 二、二、对流对流 （ConvectionConvection） 三三 、热辐射热辐射 ( (Thermal Radiation)Thermal Radiation)

3、8-1 导热 一、导热过程一、导热过程 (一) ( (Heat Conduction)Heat Conduction) 定义：热量从物体的高温部分，传给低温部分，或从高温物体传到与之接触的低温物体过程叫导热。（宏观） 或书上P152 (二) 导热机理（本质或微观机理） 1. 气体： 气体分子热运动 2. 金属固体：自由电子运动，晶格振动引起弹性波的作用。 3. 非导电固体：主要是晶格振动引起弹性波的作用。 4. 液体：分子间作用力引起的弹性波作用。 （三）导热的特点：1. 没有相对运动（宏观），两物体必须接触。22. 仅有热量转递而无能量形式转换。33. 单纯导热只发生在密实物体（固体）中。

4、（四）导热基本定律（傅立叶定律） Q = A (t1-t2)/ w 一般情况下各物质导热系数的典型数据如下： 气体 =0.020.3 W/m 液体 =0.020.7 W/m 金属 =15420 W/m 非金属固体=0.023 W/m 绝热材料 0.10 W/m8-2对流换热对流换热 （一）对流（ConvectionConvection） ：流体内部之间发生相对位移冷热流体掺混而引起热量的传递。（二）对流换热（Heat Convection）：运动的流体流过固体表面时所发生的热量传递。 对流换热不是传热的基本方式。（三）对流换热的特点：1. 导热 + 对流2. 有明显的（宏观）相对运动3. 只有

5、热量传递，而无能量形式转换。 （四）牛顿冷却定律（Newtons Cooling Law） Q=At q=t 流体被加热时 t= tw tf 流体被冷却时 t= tf tw 总之永远取： t08-3. . 辐射换热过程辐射换热过程 （一）热辐射( (Thermal Radiation)Thermal Radiation)由于热的原因而向外发出辐射能的过程（二）辐射换热: 物体间辐射和吸收的最终效果（三）热辐射的特点：1.物体不需要接触。.不需要中间介质。.不仅有热量的传递，还有能量形式的转移。（四）斯蒂芬波尔兹曼定律（四次方定律） Stefans-Boltzmans law Q= A0T4 0

6、辐射常数 5.67*10-8 w/m2K4 （五）、综合换热（复杂换热）（五）、综合换热（复杂换热）（combinedconvectionandradiationheattransfer)定义：对流换热和辐射换热同时存在的过程 2 计算： qc=ct 对流换热 qr=rt 辐射换热 q= qc+ qr=(c+r) t=tt r辐射换热系数t总换热系数 8-4、传热过程：、传热过程：(over-allheattransferprocess) 1.定义：热量从壁面一侧流体传给壁面另一侧流体的过程叫传热过程。 或热流体通过间壁把热量传给冷流体的过程。 2.传热方程式：传热方程式： ( (over-allheattransferequation) Q=KA(tf1-tf2) q=K(tf1-tf2) 3 3、影响传热系数的因素、影响传热系数的因素 以锅炉炉墙传热为例： 1. 高温气通过辐射换热和对流换热将热量传给炉墙内壁，设总的换热系数 1 Q 1 = 1 A(tf1-t1) (13-14) 2. 从内壁到外壁的导热 Q2= A (t1-t2) 3. 外壁到空气的对流换热 Q 3 = 2 A(t2-tf2)热平衡 Q1=Q2=Q3=Q