传热传质学第1章45学时课件

传热传质学

HeatandMassTransfer传热传质学

传热传质学

传热学课程建设小组.1第一章绪论.2传热学研究的对象(Object)？为什么要学习传热学(Why)？如何学好传热学(How)？传热学的研究方法(Researchmethods)？传热学的历史、发展方向(HistoryandTrends)？本课程的要求(Requirements)？传热学传热学的基本内容(Contents)？.3传热学研究的对象(Object)？为什么要学习传热学(Why)？如何学好传热学(How)？传热学的研究方法(Researchmethods)？传热学的历史、发展方向(HistoryandTrends)？本课程的要求(Requirements)？传热学传热学的基本内容(Contents)？.41.1传热学研究的对象(Object)？传热学——研究由温差引起热量转移规律的科学。自然界温差无处不在、无处不有。工程热力学研究的是最终状态、不涉及速率和设备尺寸；而传热学引入了时间和设备尺寸。.5传热学研究的对象(Object)？为什么要学习传热学(Why)？如何学好传热学(How)？传热学的研究方法(Researchmethods)？传热学的历史、发展方向(HistoryandTrends)？本课程的要求(Requirements)？传热学传热学的基本内容(Contents)？.61.2为什么要学习传热学(Why)？研究传热的应用食品造纸纺织空气调节传热学(HeatTransfer)医疗航空航天建筑化工机械能源电子交通.71.2为什么要学习传热学(Why)？

传热学是能源、动力、化工、航空航天、机械、电子、土木等学科的技术基础课。

传热学与工程热力学、流体力学和燃烧学是动力工程及工程热物理学科的主要技术基础课。.81.2为什么要学习传热学(Why)？工程传热问题可分为两种类型b确定温度场a计算传热量.9传热学研究的对象(Object)？为什么要学习传热学(Why)？如何学好传热学(How)？传热学的研究方法(Researchmethods)？传热学的历史、发展方向(HistoryandTrends)？本课程的要求(Requirements)？传热学传热学的基本内容(Contents)？.101.3如何学好传热学(How)？传热学课程的特点：理论严谨、工程性很强。专业基础课。是联系基础课与专业课的纽带。能量守恒定律是贯穿全书的主线。.111.3如何学好传热学(How)？传热学课程的学习方法：抓住主线，注意各内容是如何围绕主线展开的。重视基本概念和基本理论,做到对所研究的物理过程有较为深刻的理解。学会传热学分析和解决实际问题的思路和方法，培养综合分析问题的能力和创造性的思维能力。加强工程实际训练，理论与实践相结合,培养工程分析能力和灵活应用经验公式、计算图表的能力。.12传热学研究的对象(Object)？为什么要学习传热学(Why)？如何学好传热学(How)？传热学的研究方法(Researchmethods)？传热学的历史、发展方向(HistoryandTrends)？本课程的要求(Requirements)？传热学传热学的基本内容(Contents)？.131.4本课程的要求(Requirements)？通过a对传热机理的学习b传热关系式的推导c传热速率的计算达到a掌握热量传递规律的基本知识b具备分析工程传热问题的基本能力c掌握计算工程传热问题的基本方法要求.141.4本课程的要求(Requirements)？要求一部分同学在本课程的基础上能继续向本学科的未知领域进军。一部分同学能够在国民经济主战场及国防建设上学以致用，解决工程实际问题。.151.4本课程的要求(Requirements)？参考书1、杨世铭、陶文铨编著，传热学，第三版，高等教育出版社。2、曹玉璋编，传热学，北京航空航天大学出版社。3、JohnH.LienhardIV/JohnH.LienhardV,

AHeatTransferTextbook,3rdEdition

/lienhard/www/ahtt.html.16传热学研究的对象(Object)？为什么要学习传热学(Why)？如何学好传热学(How)？传热学的研究方法(Researchmethods)？传热学的历史、发展方向(HistoryandTrends)？本课程的要求(Requirements)？传热学传热学的基本内容(Contents)？.171.4传热学的研究方法

(Researchmethods)？理论分析实验研究数值计算.181.4传热学的研究方法

(Researchmethods)？理论分析.191.4传热学的研究方法

(Researchmethods)？实验研究.201.4传热学的研究方法

(Researchmethods)？数值计算.21传热学研究的对象(Object)？为什么要学习传热学(Why)？如何学好传热学(How)？传热学的研究方法(Researchmethods)？传热学的历史、发展方向(HistoryandTrends)？本课程的要求(Requirements)？传热学传热学的基本内容(Contents)？.221.5传热学的基本内容(Contents)热量传递的三种基本形式~3Therearethree

basicwaysthatheatmaybetransferredbetweensubstancesatdifferenttemperatures-conduction,convection,andradiation..231.5传热学的基本内容(Contents)(1)导热(HeatConduction)定义：热量从物体中温度较高的部分传到温度较低的部分或者从温度较高的物体传到与其接触的温度较低的物体。Conductionisthetransferofheatfromahightemperatureregiontoalowtemperatureregionwithinabodyorfromahightemperaturebodytoalowtemperaturebodyinphysicalcontact..241.5传热学的基本内容(Contents)特点：物体各部分间无宏观相对位移;热量在传递过程中无能量形式的变化。(1)导热(HeatConduction).251.5传热学的基本内容(Contents)计算公式：(1)导热(HeatConduction)Ft1t2dAl为导热系数，W/(m.oC).261.5传热学的基本内容(Contents)(2)热对流(Convection)定义：在流体中温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递。Convectionistheflowofheatfromahotregiontoacoolregion

throughabulk,macroscopicmovementoffluid..271.5传热学的基本内容(Contents)(2)热对流(Convection)特点：流体各部分间发生宏观相对位移；热量在传递过程中无能量形式的变化；只能发生在流体中；必然拌有导热现象。.281.5传热学的基本内容(Contents)(2)热对流(Convection)对流换热：对流换热的分类：自然对流相变换热

强迫对流流体流过固体壁面时的热量交换。Heattransfersbetweenasolidandafluidwhenthereisatemperaturedifferencebetweenthefluidandthesolid..291.5传热学的基本内容(Contents)(2)热对流(Convection)对流换热的计算公式：twtfA.301.5传热学的基本内容(Contents)(3)热辐射(TermalRadiation)辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程.311.5传热学的基本内容(Contents)(3)热辐射(TermalRadiation)辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程Radiationisaprocessthattheenergymaybetransferredbyelectromagneticwave..321.5传热学的基本内容(Contents)(3)热辐射(TermalRadiation)热辐射：由于热的原因而产生的辐射，物体将内能转变为电磁波，或者物体吸收电磁波而变为内能。T>0K.331.5传热学的基本内容(Contents)(3)热辐射(TermalRadiation)特点：能量可在真空中传播;热量在传递过程中发生形式上的变化。计算公式：.341.5传热学的基本内容(Contents).351.5传热学的基本内容(Contents)t1,h1高温流体对流换热t2,h2低温流体对流换热导热.361.5传热学的基本内容(Contents)(4)传热过程(HeatTransferProcess)计算公式：k

传热系数[W/(m2

K)]，

描述了传热过程热量传递能力的大小.371.5传热学的基本内容(Contents)(5)热流与热阻HeatflowrateandThermalResistance热流F－单位时间所传递的热量（W）。热流密度q－单位时间、单位面积所传递的热量（W/m2）。HeatflowrateF---Theheattransferredperunittime.Heatfluxq---Theheattransferredperunitareaandperunittime.381.5传热学的基本内容(Contents)热阻：可以串联也可以并联总面积热阻：单位面积热阻：(5)热流与热阻HeatflowrateandThermalResistance.39传热学的发展历史

传热学是在18世纪30年代英国工业革命促进生产力发展的大背景下成长起来的，作为学科则形成于19世纪。1.6传热学的历史、发展方向

(HistoryandTrends)？.40对导热做出突出贡献的科学家主要有傅立叶(J.B.J.Fourier)、毕渥(J.B.Biot)。1804年毕渥根据实验提出了导热比例系数的概念，傅立叶在实验研究的同时，十分重视数学工具的运用，1807年他提出求解偏微分方程的分离变量法和可以将解表示成一系列任意函数的概念，1822年他发表了著名论著“热的解析理论”，描述导热的定律就是以他的名字命名的，奠定了导热的理论基础。傅立叶被公认为导热理论的奠基人.

1.6传热学的历史、发展方向

(HistoryandTrends)？传热学的发展历史导热JeanBaptisteBiotJ.B.J.Fourier.41传热学的发展历史对流换热1.6传热学的历史、发展方向

(HistoryandTrends)？1823年M.Navier提出了不可压流体流动方程。1845年G.G.Stokes进行了改进，完成了建立流体流动基本方程的任务。1880年O.Reynolds将流动分为层流和湍流。1909年和1915年W.Nusselt获得了对流换热中有关无量纲准则数之间的原则关系。1904年L.Prandtl提出了边界层的概念。ClaudeLouisMarieHenriNavier

GeorgeGabrielStokes

OsborneReynolds1842-1912Englishengineer

WilhelmNuesslt1882-1957GermanengineerLudwigPrandtl1875-1953Germanphysicist.42传热学的发展历史1889年O.lummer等测定了黑体辐射光谱能量分布的实验数据。19世纪末J.Stefan根据实验数据确立了黑体辐射力正比绝对温度的四次方规律。1884年L.Boltzmann从理论上证实了上述定律。1896年Wien位移定律。19世纪末L.Rayleigh-J.H.Jeans公式。辐射换热1.6传热学的历史、发展方向

(HistoryandTrends)？1900年M.Planck定律。JOSEFSTEF