河海大学 传热学第一章 绪论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,河海大学常州校区热能与动力工程系,传热学,*,杨祥花,Heat Transfer,主讲杨祥花,传热学,学时：,56,学时,上课：,48,学时,考试：,课内考试,2,学时,实验：,6,学时,成绩：,考试,70,（,1+1,闭卷）,平时,30,（出勤,+,作业,+,实验）,教材：,传热学,杨世铭 陶文铨,(,第四版）,高等教育出版社,作 业：一周交一次，每次周一交,答疑时间：周三下午,14,：,00,16,：,00,地 点,:,实验楼,A106,联系方式：,yxh0105,参考书,1,、,传热学,戴锅生（第二版），高等教育出版社,2,、,传热学,赵镇南 高等教育出版社,3,、,传热学,杨世铭 （第三版）高等教育出版社,4,、,传热学重点难点及典型题精解,王秋旺,西安交通大学出版社,5,、,传热学,章熙民,(,第四版,),中国建筑工业出版社,课程导航,第一章绪论,1-1,传热学的研究内容及其在科学技术和工程,中的应用,1-2,热量传递,的三种基本形式,1-3,传热过程和传热系数,1-4,传热学的发展简史,和研究方法,基本,要求：,掌握热量传递的三种基本方式的概念、,特点及基本定律；掌握传热过程、传热系数及热阻的概念。,1-1,传热学的研究内容及其在科学技术和工程中的应用,一、传热学定义,二、为什么学习传热学,三、传热学问题思考,NO.1,传热学问题思考,NO.2,传热学问题思考,NO.3,同样室温下的铁和木头摸起来的感觉不一样，铁比较凉，为什么？,NO.4,NO.4,四、学习传热学的重要性,1,、传统工业能源动力,讨论,通过上学期期末的认识实习，说说你在实习中了解了在火电厂中哪些设备是涉及到传热学的知识？,提示：如锅炉内的省煤器,2,、传统工业制冷空调,3,、传统工业石油化工,在我国石油开采中，稠油占有相当比例常温下很难开采。在稠油开采中，需注入由直流锅炉生产的干度约为,70%,左右的湿蒸汽进行热采。,4,、高新技术航空技术,5,、高新技术电子器件,6,、高新技术 医药领域,7,、节能环保大气环境,8,、节能环保建筑工程,9,、日常生活,冬天带的不同材料的手套：保温性能也是不同,应用：土建、电机电器、机械制造、冶炼、化工、航空航天、食品加工、材料工艺。,三种类型：,一增强传热,：缩小设备尺寸或提高设备的生产能力；,二消弱传热,：避免散热损失或；,三控制温度,：保持适宜的工作温度。,五、传热学的应用类型,六、与工程热力学的不同,七、与其他学科的关系,1-2,热能传递的三种基本方式,导热、对流、热辐射,一、导热,(heat conduction),2,、导热的机理（气体、液体、固体）,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称为导热（或称,热传导,）。,如图：一维导热,垂直,ox,轴的平面上,t,一致 导热热量，热流量,温度的变化率,(K/m),给定的面积,(),导热系数（热导率）,(W/,m.k,),表示热流量方向同温度升高的方,向相反,(1-1),3,、导热的基本定律,傅里叶定律,的数学表达式,法国数学家、物理学家傅立叶,的单位,W,定义,热流密度,（,热通量,）,(1-2),4,、影响热流量或热通量的因素,(,q),(2),(q,),5,、,表征材料导热性能优劣的物性参数,（,1,）不同的材料，,值不同,（良导体亦是良导热体）,导热性能：金属,液体,气体,（,2,）同种材料，,=,，与温度有关,不同材料的导热能力,常温下，,金属,液,非金属,气,注：冰和水,冰,水,二、,对流（传热）,1,、定义：流体各部分之间发生相对位移，,冷热流体,相互渗混所引起的热量传递方式。,2,、对流只发生在流体（液体和气体）中；,必伴导热,。,3,、单纯对流无实际意义，工程中常见的是对流传热：,（即固体表面与流体间的热）,自然对流（暖气炉、无鼓风机的炉灶等,),强制对流（冷凝器、电风扇降温等）,沸腾与凝结传热（有相变的对流传热）,对流传热,4,、对流传热的基本计算式,牛顿冷却公式,流体被加热（,）,流体被冷却（,）,定义温压（温差）,，,时,，,时,=,即,0,则,，,h,表面传热系数（对流传热系数）,（简称换热系数）,(1-3),(1-4),(1-5),(1-6),5,、影响换热系数,h,的因素,（,2,）换热表面的形状与布置,定义式,，,研究对流换热，主要任务确定,h,大小。,看表,1-1,空气自然对流,h,10,水强制对流,h,100015000,（,1,）,h=,（,3,）流体的速度,三、热辐射,1,、定义,：物体依靠因热的原因而发出的,电磁波来传递能量的,方式称为热辐射。,2,、物体间热辐射特点,物体,1,物体,2,（,1,）辐射,+,吸收辐射,热量传递,辐射换热,（,2,）热辐射可在真空条件下进行,（,3,）辐射换热伴随着能量形式的转换,发射：热能,辐射能,吸收：辐射能,热能,3,、黑体的辐射热流量（介绍）,斯忒藩,-,波耳兹曼定律,黑体的绝对温度，,黑体的辐射常数,5.67,黑体的表面积，,(1-7),4,、实际物体的辐射热流量,，,发射率（黑度），,1,，,黑体的热辐射能力最强,注：,不是辐射换热量！,(1-8),P,6,例题,1-1,；,P,11,例,1-2,，,1-3,(1-9),三种基本传热方式辨析,导热,对流,辐射,导热,对流,热辐射,三种传热方式特点汇总,一、传热过程,1,、什么是传热过程,如图，热量由壁面一侧的流体通过壁面传到,另一侧流体中去的过程称传热过程。,显见：流体,1,流体,2,x,o,t,流体,1,流体,2,1-3,传热过程和传热系数,2,、传热过程的三个环节,壁面左，对流换热，,b,壁面左 壁面右，导热，,（,a,）,=,常数,（,b,）,c,壁面右,流体,2,，对流换热，,（,c,）,a,流体,1,x,o,t,流体,1,流体,2,3,、传热方程式及传热系数,温压形式：,（,d,）,（,e,）,（,f,）,式（,d,）,+,（,e,）,+,（,f,）：,(1-10),（,a,）,（,b,）,（,c,）,令,则,传热系数，,W/,（,）,传热方程式，是换热器热工计算的基本公式！,(1-11),(1-12),(1-13),二、传热热阻的概念,1,、传热热阻：,将式,（,1-11,）,写成,比较,称,传热过程热阻，,面积热阻,(1-14),2,、热阻分析图,由图，直接写出传热热流密度：,【,例,】,在寒冷的季节刮风时，人们会感到寒风刺骨，裸露的人的皮肤向周围大气的散热量会增加。设人体脂肪层的厚度,=3mm,，其内表面温度,t,wi,=36,，在无风时其外表面传热系数,h,0,=25W/,（,m,2,K,），当风速为,0.5,米每秒时，外表面传热系数,h,0,=65W/,（,m,2,K,）,在这两种情况下环境温度,t,f,=,15,。（取脂肪的导热系数为,0.2W/,（,m,K,），皮肤表面视为平壁，按一维稳态传热计算，忽略辐射换热）,试求：,（,1,）,.,在无风和刮风天气，皮肤单位面积上的热损失之比是多少？,（,2,）,.,在无风和刮风天气，皮肤外表面温度各是多少？,（,3,）无风时若损失同有风时，则环境温度应降为多少？,1-4,传热学的发展简史和研究方法,（自学）,思考题：,全部,作 业：,P,25-28,:,1-8,，,1-10,，,1-32,保温瓶的散热,-,保温瓶夹层中主要依靠辐射传热,1-8,1-10,题不考虑辐射，一维，注意是,每天,的损失；,1-32,题单层平壁，不考虑,辐射,，一维,