文档介绍：传热学
主讲: 杨德伟
第一章绪论
第一节概述
一、传热学与热力学的区别:
(1)研究工质不一样;(热:气体;传:固、液、气)
(2)热力学研究可逆过程,无温差传热;而传热学则是温差传热,为不可逆过程。
(3)热力学研究热量和功之间的相互转换关系,而传热学则是无做功过程。
(4)热力学研究热量在一段时间内总的交换量(J),而传热学着重于单位时间的换热量(W)。
传热:由于温差而引起的能量的转移。
传热学:研究热量传递规律的一门学科。
二、传热学课的重要性
a 日常生活中:
冰箱和电视机放置
暖气片的设计
保温温度的选择
b 石油工业中:
输油管道(埋深、保温)
稠油开采(注蒸汽)
三、两种热传递过程
稳态过程:温度不随时间变化
非稳态过程:
四、传热学解决两大类问题
a 加速热量传递
b 减慢热量传递
2. 传热物体的温度分布
柴油机气缸温度分布
注汽井井筒温度分布
五、研究方法
1. 理论分析法:
a. 解析法 b. 数值解法
2. 实验研究方法:
a. 测定有关热物体的性质
b. 模型试验
第二节热量传递的三种基本方式
分析室内热量传给室外的热传递过程
(1)室内→内墙:对流换热,热辐射
(2)内墙→外墙:导热
(3)外墙→大气:对流换热,热辐射
三种热量传递方式:导热、对流和热辐射
1. 导热(热传导)conduction heat transfer
(1)定义:
物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。
α,tf1
α2 tf2
tw1
tw2
Q
(2)特征:
a. 物体间无相对位移;
;
。
(3)导热量的计算
如上图所示的大平壁,若其两侧壁面各点温度保持不变,分别保持为tw1及tw2,且,则热量将从tw1一侧传向tw2一侧。此时通过大平壁的热流量Q可表示为:
t1
t2
Q
δ x
2. 热对流(convection heat transfer)
式中:A——垂直于导热方向的截面积,m2
δ——平壁厚度,m
λ-导热系数(热导率),w/(m 。с)
(1)热对流:
流体的各部分之间由于相对宏观位移而引起的热量传递。
(2)对流换热:
流体流过与之温度不同的固体壁面时引起的热量传递。
(3) 特征:
有相对位移;
一定伴随着流体的导热;
没有能量形式之间的转换;
流体和固体壁面相互接触。
(4)牛顿冷却公式