《热传递机制》课件

《热传递机制》本课件将带您深入了解热传递的三种基本方式：热传导、热对流和热辐射，并探讨其在工程中的应用。热传递的三种方式热传导通过物质内部的分子热运动传递热量。例如，金属勺子放入热水中，勺子变热。热对流通过流体（液体或气体）的流动来传递热量。例如，水沸腾时，热量从加热器传递到水。热辐射通过电磁波传递热量。例如，太阳的热量通过辐射传递到地球。热传导概念及其定律傅里叶定律热传导速率与温度梯度成正比。热传导系数描述材料传导热量的能力。热阻材料阻止热量传递的能力。热传导的基本方程q=-kA(dT/dx)热传导边界条件第一类边界条件指定表面温度。第二类边界条件指定表面热流。第三类边界条件指定表面对流换热。平面壁体稳态热传导问题温度分布沿壁体厚度呈线性变化。热流通过壁体的热流速率保持恒定。圆筒壁体稳态热传导问题1温度分布呈对数变化。2热流沿径向方向变化。3需要考虑圆筒壁体的内外径和热传导系数。椭圆体稳态热传导问题温度分布呈非线性变化。热流沿椭圆体表面方向变化。需要使用数值方法求解。瞬态热传导导引1热量变化温度随时间变化。2传热速率热量传递速率随时间变化。3温度场温度随时间和位置变化。瞬态热传导基本方程ρc(∂T/∂t)=k(∂²T/∂x²)瞬态热传导边界条件1初始条件指定物体初始温度。2边界条件指定物体表面温度或热流。半无限固体表面瞬态热传导1热量渗透热量从表面渗透到固体内部。2温度分布温度随深度和时间变化。有限长圆柱体表面瞬态热传导温度变化温度随时间和径向位置变化。热量损失热量从圆柱体表面损失到周围环境。平面壁体瞬态热传导热对流概念及其定律牛顿冷却定律对流换热速率与流体温度差成正比。对流换热系数描述流体传递热量的能力。努塞尔数描述对流换热的无量纲指标。强制对流概念及基本方程q=hA(Ts-T∞)强制对流边界条件入口条件指定流体进入管道的温度。出口条件指定流体离开管道的温度。壁面条件指定管道壁面的温度。自然对流概念及基本方程Nu=C(GrPr)^n自然对流边界条件温度差流体与壁面之间的温度差。重力重力驱动流体流动。辐射热传递概念及定律1通过电磁波传递热量。2不受介质影响。3速度为光速。黑体辐射的基本定律斯蒂芬-玻尔兹曼定律普朗克定律维恩位移定律非黑体辐射的特性1发射率描述非黑体辐射能力的指标。2吸收率描述非黑体吸收辐射能量的能力。3反射率描述非黑体反射辐射能量的能力。辐射热交换概念及方程1辐射热交换速率由两个物体的温度、发射率和几何形状决定。2形状因子描述两个物体之间辐射热交换的几何关系。辐射热交换应用1太阳能利用太阳辐射能量的吸收和利用。2工业炉窑高温物体之间的辐射热交换。3建筑节能建筑物外墙和屋顶的辐射热损失和获取。复合传热概念及其分析热传导通过物质内部的分子热运动传递热量。热对流通过流体（液体或气体）的流动来传递热量。热辐射通过电磁波传递热量。潜热传递及其应用传热设备性能指标传热系数描述传热设备传热效率的指标。传热面积传热设备的传热面积。热损失传热设备热量损失的量。传热设备的选择与设计传热需求确定传热设备的传热量。经济性考虑传热设备的成本和效率。安全性确保传热设备的安全性。热传递在工程应用中的案例1火力发电厂2空调系统3食品加工结束语及展