文档介绍：传热学
(Heat Transfer)
参考书
教材: 《传热学》杨世铭、陶文铨编著,第三版
《传热学》戴锅生,第二版
《数值传热学》陶文铨编著
《对流换热》 V. S. 阿巴兹
《凝结和沸腾》施明恒等编著
《辐射换热》余其铮编著
Heat Transfer (2nd Edition), by Anthony F. Mills
Heat Transfer , by
Fundamentals of Heat Transfer, by F. P. Incropera, . DeWitt
绪论
§0-1 概述
1. 传热学(Heat Transfer)
(1) 研究热量传递规律的科学,具体来讲主要有
热量传递的机理、规律、计算和测试方法
(2) 热量传递过程的推动力:温差
热力学第二定律:热量可以自发地由高温热源
传给低温热源有温差就会有传热温差
是热量传递的推动力
2 传热学应用实例
自然界与生产过程到处存在温差传热很普遍
b 夏天人在同样温度(如:25度)的空气和水中的感觉不
一样。为什么?
c 北方寒冷地区,建筑房屋都是双层玻璃,
以利于保温。如何解释其道理?越厚越好?
a 人体为恒温体。若房间里气体的温度在
夏天和冬天都保持20度,那么在冬天与夏天、人在房间
里所穿的衣服能否一样?为什么?
(2) 特别是在下列技术领域大量存在传热问题
动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统(MEMS)、新材料、军事科学与技术、生命科学与生物技术…
(3) 几个特殊领域中的具体应用
a 航空航天:卫星与空间站热控制;
b 微电子: 电子芯片冷却
c 生物医学:肿瘤高温热疗;生物芯片;组织与器官的冷冻保存
d 军事:飞机、坦克;激光武器;弹药贮存
e 制冷:跨临界二氧化碳汽车空调/热泵;高温水源热泵
f 新能源:太阳能;燃料电池
3 传热过程的分类
按温度与时间的依变关系:
稳态
非稳态
4 热量传递的三种基本方式
导热(热传导)
对流(热对流)
热辐射。
1 导热(热传导)(Conduction)
(1)定义:指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象
(2)物质的属性:可以在固体、液体、气体中发生
(3)导热的特点:a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中。
(4) 一维稳态导热及其导热热阻
0
t
dx
dt
Q
导热热阻
单位导热热阻
Q
图1-3 导热热阻的图示
(5) 导热系数
表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度有关。
意义:是指单位厚度的物体具有单位温差时,在它的单位面积上每单位时间的导热量。
例题 1-1
例题 1-1 一块厚度δ=50 mm 的平板, 两侧表面分别维持在
试求下列条件下的热流密度。
材料为铜,λ=375 w/(mK );
材料为钢, λ= w/(mK );
材料为铬砖, λ= w/(mK );
材料为铬藻土砖, λ= w/(mK )。
解:参见图1-3。及一维稳态导热公式有: