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1、传热学 Heat Transfer,传热学总复习,主讲老师：彭 川 2011.12.20,传热学 Heat Transfer,一、题型简介,二、重点内容复习,导热2、3、4章,对流5、6、7章,辐射8、9章,提纲,传热学 Heat Transfer,一、题型简介,传热学 Heat Transfer,1、填空题2分10个=20分,eg:,传热学 Heat Transfer,2、分析题6分5个=30分,eg: 1饱和水在水平加热表面上沸腾（壁面温度可控）时，随着壁面过热度的增加，沸腾换热表面传热系数是否也增加?为什么？ 2何谓漫-灰表面？将实际表面视为漫-灰表面有何实际意义？ 3. 当条件相同时，
2、物体在空气中冷却快还是在水中冷却快？这一现象说明对流换热与什么因素相关？,传热学 Heat Transfer,3、计算题5(4)个共50分,将初始温度为20的热电偶突然放入温度为250的气流中，10秒钟后热电偶的温度为85。试问：热电偶的温度上升到180需要多少时间？,eg:,传热学 Heat Transfer,二、重点内容复习,传热学 Heat Transfer, 导热,（1）稳态热传导,（2）非稳态热传导,（3）热传导的数值解法,绪论：三种热能传递基本方式、传热过程和传热系数。【第一章】,1、 基本概念 导热系数 、导热的微观机理、导温系数(热扩散系数) 、温度场、稳态与非稳态换热、等温线
3、、初始条件、三类边界条件及其数学表达式、热阻、接触热阻、肋效率。,2、基本定律 傅里叶定律： 导热微分方程：,稳态导热,（傅里叶定律+能量守恒）,3、 计算 （1）平壁：,(2)圆筒壁：,(3)肋效率： 实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量,(4) 等截面直肋（肋端绝热）,=0ch(m(x-H)/ch(mH),1、 基本概念 毕渥数（Bi）、傅立叶数（Fo 、Fov ）、时间常数、集总参数法及其使用条件、诺谟图。 2、 理论 （1）一维、二维、三维非稳态导热问题的完整数学描述：方程边界条件初始条件 （2）Bi 0 时，非稳态导热问题的完整数学描述（集总参数法）,非稳态导热,3、 计
4、算 （1）集总参数法（ Bi 0.1),4、 分析：各种情况下非稳态温度分布的定性描述,(2) 采用诺谟图,热传导的数值解法,1、 基本概念：节点、控制容积、差分方式 2、 理论：热平衡法建立离散方程 3、 计算：不同坐标系下内节点和3类边界节点离散方程的建立,传热学 Heat Transfer, 对流,（1）对流基础,（2）单相对流,（3）相变对流,1、 基本概念 边界层（层流、紊流、层流底层）、温度边界层、 Pr、Re、Gr的物理概念、 定性温度，定性尺度， 管内层流入口效应和定型段（充分发展），管长修正，温度修正，弯管修正， 膜状凝结，珠状凝结，过冷沸腾，饱和沸腾，核态沸腾，膜状沸腾，沸
5、腾换热临界热流密度，烧毁点，大容器沸腾换热曲线。,对流传热与相变传热,2、 理论 （1） 对流换热的数学描写 动量方程（2个）、能量方程、连续性方程、换热方程、边界条件 （2） 边界层微分方程组及其求解 （3） 相似原理 什么是同类现象？,3、 计算 （1） 管槽内强制对流 ： （注意考虑各种修正）,（2） 横掠单管和管束:,（3） 自然对流传热 :,注意：应用时注意各实验关联式的的应用范围，特征尺寸和定性温度的确定。,4、 分析 （1）影响对流换热系数的因素 （2）管内强制对流进行管长、弯管及其温度修正的原因 （3） 自然对流换热中换热的特点 （4） 珠状凝结换热为何强于膜态凝结 （5） 膜
6、状凝结中横管与竖管的h的大小 （7） 大容器饱和沸腾曲线,传热学 Heat Transfer, 辐射,（1）辐射基础,（2）辐射计算,1、 概念 黑体、灰体、 发射率、光谱发射率、定向发射率、 吸收率（比）、光谱吸收率（比）、 反射率、透射率、镜反射、漫反射、 辐射力、光谱辐射力、有效辐射、投入辐射 辐射强度、定向辐射强度、 角系数及其性质、表面热阻、空间热阻、重辐射表面、复合换热。,2、 理论 普朗克定律: 维恩位移定律: 斯蒂芬玻尔兹曼定律（四次方律）: 兰贝特定律: 基尔霍夫定律:,，,3、 计算,(1) 角系数,（2）,A：代数法,相对性 完整性 可加性,B：积分法,C：查图表,（2）
7、两表面封闭体系的辐射换热量,几种特殊形式：,A：表面1为平面或凸面,A：两表面面积相差很小,A：表面2比1大得多,（3）多表面系统的辐射传热,应用网络法进行求解,4、 分析 （1）辐射特点（与对流和导热相比） （2）黑体与黑色物体、白体与白色物体的区别 （3）基尔霍夫定律的条件 （4）减少辐射换热的方法 （5）遮热板（罩）的原理及应用,习题1：（稳态导热多层平壁稳态导热） 锅炉炉墙由三层平壁组成，内层是耐火砖层；外层是红砖层；两层中间填以石棉隔热层。炉墙内侧烟气温度 ，烟气侧 ；锅炉炉墙外空气 ，空气侧 。试求通过该炉墙的热损失？炉墙内表面的温度？,炉墙单位面积的热损失，即通过平壁传热过程的热
8、流通量,习题2：（非稳态导热集总参数法） 将初始温度为400，重量为40g的铝球突然抛入15的空气中。已知对流换热表面传热系数h=40 W/m2K，铝的物性参数为=2700kg/m3，c=0.9 kJ/kgK，=240W/mK。试用集总参数法确定该铝球由400降至100所需的时间。（忽略辐射换热）,可以用集总参数法来求解：,习题3（对流传热实验关联式的应用） 初温为100的热水，流经内径为16mm、壁厚为1mm的管子，出口温度为80；与管外冷水的总换热量为350kW，试计算管内平均换热系数。（10分） 准则方程：,水的物性简表：,解：,习题4（相似原理的应用） 在一台缩小成为实物1/8的模型中
9、，用20的空气来模拟实物中平均温度为200空气的加热过程。实物中空气的平均流速为6.03m/s。模型中h=195W/(m2K)。 【求】模型中的流速应为若干？实物中的h=？。在这一实验中，模型与实物中流体的Pr并不严格相等，你认为这样的模化实验有无实用价值？,【解】依据相似理论中判断相似的条件，模型中的流速应保证实物与模型中的对流换热现象相似，即：,依据相似理论相似性质，相似现象的同名准则数必定相等，即：,空气的Pr数随温度变化较小，可以忽略，这样的模化实验具有很大的实用价值。,习题5 （辐射热阻的计算） 两块平行放置的平板的表面发射率均为0.8，温度分别为t1527及t227，板间距远小于板的宽度与高度。试计算：(1)板1的本身辐射；(2)对板1的投入辐射；(3)板1的反射辐射；(4)板1的有效辐射；(5)板2的有效辐射；(6)板1、2间的辐射换热量。,解：由于两板间距极小，可视为两无限大平壁间的辐射换热，辐射换热热阻网络如图所示。,，, 对板1的投入辐射即为板2的有效辐射,（1）板1, 板1的反射辐射,(4) 板1的有效辐射,(5) 板2的有效辐射,(6) 板1、2间的辐射换热量,