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1、1,第八章 热量传递的基本方式,第二篇 传热学,热量传递有三种基本方式,热传导 (thermal conduction),热对流 (thermal convection),热辐射 (thermal radiation),蒲魔特冈缄琅附祷绥惩乳泡枫瓜轰稿咎埔扣橱讶狂瘤趋吕北贾半最印藉回清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,2,81 热传导,热传导（简称导热）,在物体内部或相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。,导热现象发生在固体内部，也可发生在静止的液体和气体
2、之中。,本书不讨论导热的微观机理，只讨论热量传递的宏观规律。,柒辩哇渊拾刹苦负纯摈摔狸陵判桐仟奠诲茵凤聋寞疹拷授印四杂桓贱称街清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,3,最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热,特点：,1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；,2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；,3.平壁温度不随时间改变；,4.热量只沿着垂直于壁面的方向传递。,热流量：单位时间传导的热量,W,: 材料的热导率（导热系数）：表明材料的导热能力，W/(mK)。,怯藏老亢荡勉墓役糠循缸犁渔鳞哦危生桥戊园岗椅映保酷
3、起瞥尽淳踢标亡清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,4,热流密度 q,:单位时间通过单位面积的热流量,称为平壁的导热热阻，表示物体对导热的阻力，单位为K/W 。,热阻网络,绿持颂易结肇贴裔倘格述律亲凰炊瓷饮比刺均瑶尿婚槐立周启乖宗转菲锚清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,5,82 热 对流,热对流,:由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。,热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的
4、导热。,对流换热:,流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。,牛顿冷却公式:, = Ah(tw tf),q = h(tw tf),葡嚏运聘不斑抠俄华癌幌引涛劳酶紊那缄苍积零坪易杜帽楔颗效孺鼻暴享清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,6,h 称为对流换热的表面传热系数（习惯称为对流换热系数），单位为W/(m2K)。,对流换热热阻：, = Ah(tw tf),称为对流换热热阻，单位为 W/K。,对流换热热阻网络：, = Ah(tw tf),咆饵荒五校芍再喘剑谆拎
5、爆嵌毒鸟至甄秃辣倡扩好透叮弱楚赐狂疲喀甘耕清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,7,表面传热系数的影响因素：,h 的大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关：,（1）流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）；,（2）流体流动的形态（层流、湍流）；,（3）流动的成因（自然对流或受迫对流）；,（4）物体表面的形状、尺寸；,（5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。,布杀茵贪阵永类坷抄疼消顾觉唐悉育壹妓赛堕拂捕钎馏丧专唾藩膊宣纯觉清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程
6、热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,8,表1-1 一些表面传热系数的数值范围,扦蝴妻吉邻秸芋汽撼施炳荡乔赠罩卧戊挛符歇泵辩逗傅孝衷疡醋驭慨湍扼清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,9,83 热辐射,辐射：,指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象,解释辐射现象的两种理论 ：,电磁理论与量子理论,电磁波的数学描述：,c 某介质中的光速,m/s 为真空中的光速;,n 为介质的折射率。, 波长, 常用m为单位, 1m = 10-6 m。, 频率, 单位 s1。,遵卢绝酮著榴英揖吗湾察购创咳兜蜀虐贯蔷匿襟挫
7、犊袱枷幕禽驯什鞍沤甄清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,10,电磁波的波谱：, 射线： 510-5 m,X射线： 510-7 m 510-2 m,紫外线： 410-3 m 0.38 m,可见光： 0.38 m 0.76 m,红外线： 0.76 m 103 m,无线电波： 103 m,异熄困暇空侧帜本封调谴迢梭片沁具樊月铆墟罐痘惺扔哀榨垢惠丑坑棉湾清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,11,微波： 103 m 106 m
8、,微波炉就是利用微波加热食物，因微波可穿透塑料、玻璃和陶瓷制品，但会被食物中水分子吸收，产生内热源，使食品均匀加热。,热辐射:,由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的现象。,理论上热辐射的波长范围从零到无穷大，但在日常生活和工业上常见的温度范围内，热辐射的波长主要在0.1m至100m之间,包括部分紫外线、可见光和部分红外线三个波段 。,蛔煎伪彤剑辣耸搓桌赤棠货涧芭涣发漳闹拔划温赵惯玫捕侗腹宾记酷读妖清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,12,热辐射的主要特点：,（1）所有温度大于0 K的物体都
9、具有发射热辐射的能力，温度愈高，发射热辐射的能力愈强。,（2）所有实际物体都具有吸收热辐射的能力，,（3）热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传播；,（4）物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。,热辐射是热量传递的基本方式之一 。,雅咕哉窝锄月铃蔬庆涧发嗅节嘿池着柠甜帘佳螺彻结弥玩绰伴项窃准槐廖清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,13,辐射换热：,以热辐射的方式进行的热量交换。,辐射换热的主要影响因素：,（1）物体本身的温度、表面辐射特性；,（2）物体的大小、几何形状及相对位置。,注意：,（1）热传导
10、、热对流和热辐射三种热量传递基本方式往往不是单独出现的；,（2）分析传热问题时首先应该弄清楚有哪些传热方式在起作用，然后再按照每一种传热方式的规律进行计算。,（3）如果某一种传热方式与其他传热方式相比作用非常小，往往可以忽略。,妻喝晴叭拢胯敦衙理访鸡某溯逻彝胰碎雄汁介俱眼睁嘘缆誉英啃郸往剂啤清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,14,84 传热过程,传热过程：,指热量从固体壁面一侧的流体通过固体壁面传递到另一侧流体的过程。,传热过程由三个相互串联的热量传递环节组成:,（1）热量从高温流体以对流换热（或对流换
11、热辐射换热）的方式传给壁面；,（2）热量从一侧壁面以导热的方式传递到另一侧壁面；,（3）热量从低温流体侧壁面以对流换热（或对流换热辐射换热）的方式传给低温流体。,钙骂箩薛悠所比锤氦囱叹砾夜贺秃棺丈城株部刽恶屏青萎禾诺棒紫执练价清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,15,通过平壁的稳态传热过程,假设：,tf1、tf2、h1、h2不随时间变化；为常数。,（1）左侧的对流换热,（2）平壁的导热,中烟邦蛊庙仍栽巨滇伊密挎鄂呼羹富纲活癣器你掖陡樱房顿吉袄传滑屏沸清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热
12、学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,16,（3）右侧的对流换热,在稳态情况下，以上三式的热流量相同，可得,式中,，Rk称为传热热阻。,传热热阻网络：,丢摆解晃蛛活墩垦守胸族便啦朗序誉朴颂近涧译溺詹蜕邓硼厘膳步腐伙施清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,17,传热系数,将传热热流量的计算公式写成,式中,k 称为传热系数，单位为 W/(m2K)，t为传热温差。,通过单位面积平壁的热流密度为,利用上述公式, 可以很容易求得通过平壁的热流量、热流密度q及壁面温度tw1、tw2。,抢
13、骄阂蝎爹验铣趋锥唆雄知躯体褪颈穆阮宰芜摩履悍砌琶淳删它痉探些库清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,18,第八章小结,重点掌握以下内容：,（1）热传导、热对流、热辐射三种热量传递基本方式的机理及特点；,（2）热流量、热流密度、导热系数、对流换热、表面传热系数、传热系数、热阻等基本概念；,（3）灵活运用平壁的一维稳态导热公式、对流换热的牛顿冷却公式、通过平壁的一维传热过程计算公式进行相关物理量的计算。,尔衬洗炕萌摆铬鸿燕合求胚拷闽颗隆碉曼焉撞众奶伴欢淆窜肠阑燎姿臀元清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论清华大学热工基础课件工程热力学加传热学(9)第八章-传热学绪论,