文档介绍：1传传热热学学(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 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? (1) 日常生活中的例子: 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? 传热学应用实例传热学应用实例 c 冬天的被子晒过后保暖性更好,为什么? 3第八章第八章热量传递的基本方式热量传递的基本方式热量传递有三种基本方式热量传递有三种基本方式??热传导热传导(thermal conduction) ??热对流热对流(thermal convection) ??热辐射热辐射(thermal radiation) 4 8 8- -1 1热传导热传导热传导热传导( (简称简称导热) 在物体内部或相互接触的物体表面之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。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,也可发生在导热现象发生在固体内部,也可发生在静止的液体和气体之中。静止的液体和气体之中。本书不讨论导热的微观机理,只讨论热本书不讨论导热的微观机理,只讨论热量传递的宏观规律。量传递的宏观规律。 5 最简单的导热现象:大平壁的一维稳态导热最简单的导热现象:大平壁的一维稳态导热? 0 x t? t w2 t w1 特点: 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; 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. 4. 热量只沿着垂直于壁面的方热量只沿着垂直于壁面的方向传递。向传递。热流量热流量:单位时间传导的热量:单位时间传导的热量, ,W W w1 w2 t t A ? ??????: : 材料的材料的热导率热导率( ( 导热系数导热系数): ): 表明材料的导热能力, 表明材料的导热能力, W/(m W/(m · · K) K) 。。 6 (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。气体液体非金属固体金属λλλλ??? 7 w1 w2 t t qA ????? ?热流密度 q: :单位时间通过单位面积的热流量单位时间通过单位面积的热流量 w1 w2 t t A ???? w1 w2 t t A ? ???? w1 w2 t t R ??? RA ????称为平壁的称为平壁的导热热阻导热热阻,表示物体对,表示物体对导热的阻力,单位为导热的阻力,单位为 K/W K/W 。。?t w1t w2 R ?热阻网络 8 例题 1 一块厚度δ=50 mm 的平板, ,300 21CtCt ow ow??试求下列条件下的热流密度。⑴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=0. 242 w/(mK ) 。解:根据一维稳态导热公式有: 9 23 21mW 10 28 .905 .0 100 300 32 .2????????? wwttq 铬砖: 22 21mW 10 68 .905 .0 100 300 242 .0????????? wwttq 硅藻土砖: 讨论: 由计算可见, 由于铜与硅藻土砖导热系数的巨大差别, 导致在相同的条件下通过铜板的导热量比通过硅藻土砖的导热量大三个数量级。因而,铜是热的良导体,而硅藻土砖则起到一定的隔热作用 26 21mW 10 .0 100 300 375 ????????? wwttq 铜: 25 21mW 10 46 .105 .0 100 300 ????????? wwttq 钢: 10 8 8- -2 2热对流热对流热对流: :由于流体的宏观运动使不同温度的流体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。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导热。运动而产生的导热。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, 流体与相互接触的固体表面之