精品PPT课件----第8章 热量传递的基本方式.ppt

文档介绍：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)
8-1 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。
最简单的导热现象:大平壁的一维稳态导热

0
x
t

tw2
tw1
特点:
;
;
;
。
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/(m·K)。
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 。

tw1
tw2
热阻网络
8-2 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)

tw
tf
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/(m2K)。
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)
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)。
表1-1 一些表面传热系数的数值范围
对流换热类型
表面传热系数 h /[W /( m2K])
空气自然对流换热
1~10
水自然对流换热
100~1 000
空气强迫对流换热
10~100
水强迫对流换热
100~15 000
水沸腾
2500~35 000
水蒸气凝结
5000~25 000
8-3 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, 1m = 10-6 m。
—频率, 单位 s-1。
电磁波的波谱:
射线:< 5×10-5 m
X射线: 5×10-7 m < < 5×10-2 m
紫外线: 4×10-3 m < < m
可见光: m < < m
红外线: m < < 103 m
无线电波: > 103 m