《热传递计算练习》课件

《热传递计算练习》欢迎学习《热传递计算练习》！课程导言课程目标深入理解热传递的基本原理和计算方法。课程内容包含导热、对流、辐射等热传递方式的理论知识和实际应用案例。课程收获掌握热传递计算技巧，能够独立解决工程实际问题。热传递的基本概念热传递的定义热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的现象。热传递的本质热传递的本质是由于温度差而引起的能量传递，是能量从高能级向低能级的转移过程。热传递三种基本方式热传导热量通过介质分子间的相互作用传递。热对流热量通过流体介质的流动传递。热辐射热量通过电磁波传递。导热率与热传导系数导热率材料本身的导热能力，用字母k表示，单位为W/(m·K)。热传导系数热传导过程中热量传递的难易程度，用字母h表示，单位为W/(m2·K)。热传导系数的测定1热流计法利用热流计测量热量传递速率。2稳态法在稳态条件下，测量温度差和热量传递速率。3瞬态法测量材料温度随时间的变化，计算热传导系数。稳态热传导的基本公式傅里叶定律q=-kA(dT/dx)热阻概念R=(dT/q)一维平板热传导问题1问题描述2边界条件3温度分布4热流计算圆柱壁热传导问题1问题描述2边界条件3温度分布4热流计算球壳热传导问题1问题描述2边界条件3温度分布4热流计算复杂几何形状热传导问题数值方法有限元法、有限差分法等数值方法。模拟软件ANSYS、COMSOL等专业软件。相变过程的热传递熔化和凝固固体和液体之间的转变。沸腾和冷凝液体和气体之间的转变。边界条件与热流的计算温度边界条件指定边界上的温度。热流边界条件指定边界上的热流密度。对流边界条件指定边界上的对流换热系数和环境温度。辐射边界条件指定边界上的辐射热流。热辐射基本概念黑体辐射理想化的物体，能完全吸收和发射所有波长的辐射。灰体辐射实际物体，对所有波长辐射的吸收率和发射率都相同。黑体辐射定律斯特藩-玻尔兹曼定律E=σT^4维恩位移定律λ_m=b/T普朗克辐射定律描述黑体在不同波长下的辐射强度。灰体辐射特性发射率灰体发射的辐射能量与黑体在相同温度下发射的辐射能量之比。吸收率灰体吸收的辐射能量与入射到其表面的辐射能量之比。反射率灰体反射的辐射能量与入射到其表面的辐射能量之比。热辐射强度的计算1辐射热流q=εσA(T^4-T_s^4)2形状因子描述两个表面之间的辐射热交换。对流换热基本概念强制对流流体流动由外部力量驱动。自然对流流体流动由密度差引起。牛顿冷却定律1q=hA(T-T_∞)2换热系数3温度差对流换热系数的计算1无量纲数雷诺数、努塞尔数、普朗特数等。2经验公式根据无量纲数和流动状态求解换热系数。复杂几何面对流换热1数值方法2模拟软件综合实例练习1问题描述描述一个具体的热传递问题。解题步骤列出公式，代入数据，计算结果。综合实例练习2问题描述描述一个具体的热传递问题。解题步骤列出公式，代入数据，计算结果。综合实例练习3问题描述描述一个具体的热传递问题。解题步骤列出公式，代入数据，计算结果。综合实例练习4问题描述描述一个具体的热传递问题。解题步骤列出公式，代入数据，计算结果。常见问题讨论边界条件的设定讨论不同边界条件的适用范围和处理方法。数值方法的选择讨论不同数值方法的优缺点和适用范围。实际应用中的误差分析分析实际应用中可能存在的误差来源