热工基础第八章热量传导的基本方式幻灯片.ppt
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1、热工基础第八章热量传导的基本方式1第1页,共18页,编辑于2022年,星期日81 热传导热传导热传导(简称简称导热导热)在在物物体体内内部部或或相相互互接接触触的的物物体体表表面面之之间间,由由于于分分子子、原原子子及及自自由由电电子子等等微微观观粒粒子子的的热热运运动动而而产生的热量传递现象。产生的热量传递现象。导导热热现现象象发发生生在在固固体体内内部部,也也可可发发生生在在静静止止的的液体和气体之中。液体和气体之中。本本书书不不讨讨论论导导热热的的微微观观机机理理,只只讨讨论论热热量量传传递的宏观规律。递的宏观规律。2第2页,共18页,编辑于2022年,星期日最简单的导热现象:大平壁的一
2、维稳态导热最简单的导热现象:大平壁的一维稳态导热 0 xt tw2 tw1 特点:特点:1.1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度;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;3.3.平壁温度不随时间改变;平壁温度不随时间改变;4.4.热量只沿着垂直于壁面的方向热量只沿着垂直于壁面的方向传递。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:材材料料的的热热导导率率(导导热热系系数数):表表明明材料的导热能力,材料的导热能力,W/(mK)。3第3页,共18页,编辑于2022年,星期日热流密度热流密度 q:单位时间通过
3、单位面积的热流量单位时间通过单位面积的热流量称为平壁的称为平壁的导热热阻导热热阻,表示物体对导热,表示物体对导热的阻力,单位为的阻力,单位为K/W 。tw1 tw2 热阻网络热阻网络4第4页,共18页,编辑于2022年,星期日82 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相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。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热对流只发生在流体之中,并伴随有微观粒子热运动而产热对流只发生在流体之中,并伴随有微观粒子热运动而产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。生的导热
4、。生的导热。生的导热。对流换热对流换热:流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象,是流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象,是流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象,是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。导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。牛顿冷却公式牛顿冷却公式:=Ah(tw tf)q=h(tw tf)5第5页,共18页,编辑于2022年,星期日tw tf h 称称为为对对流流换换热热的的表表面面传传热热系系数数(习习惯惯称称为为对对
5、流流换热系数换热系数),单位为),单位为W/(m2K)。对流换热热阻:对流换热热阻:=Ah(tw tf)称为称为对流换热热阻对流换热热阻,单位为,单位为 W/K。对流换热热阻对流换热热阻网络:网络:=Ah(tw tf)6第6页,共18页,编辑于2022年,星期日表面传热系数的影响因素表面传热系数的影响因素:h 的的大大小小反反映映对对流流换换热热的的强强弱弱,与与以以下下因因素素有关:有关:(1)流体的物性(热导率、粘度、密度、比热容流体的物性(热导率、粘度、密度、比热容等);等);(2)流体流体流动的形态(层流、湍流);流动的形态(层流、湍流);(3)流动的成因(自然对流或受迫对流);流动的
6、成因(自然对流或受迫对流);(4)物体表面的形状、尺寸物体表面的形状、尺寸;(5)换热时流体有无相变(沸腾或凝结)。换热时流体有无相变(沸腾或凝结)。7第7页,共18页,编辑于2022年,星期日 表表1-1 1-1 一些表面传热系数的数值范围一些表面传热系数的数值范围 对流换热类型对流换热类型表表 面面 传传 热热 系系 数数 h/W/(m2K)空气自然对流换热空气自然对流换热110 水自然对流换热水自然对流换热1001 000 空气强迫对流换热空气强迫对流换热10100 水强迫对流换热水强迫对流换热10015 000 水沸腾水沸腾250035 000 水蒸气凝结水蒸气凝结500025 000
7、8第8页,共18页,编辑于2022年,星期日83 热辐射 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指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象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解释辐射现象的两种理论:电磁理论电磁理论与与量子理论量子理论电磁波的数学描述:电磁波的数学描述:c 某介质中的光速某介质中的光速,m/s 为真空中的光速为真空中的光速;n 为介质的折射率。为介质的折射率。波长波长,常用常用 m为单位为单位,1 m=10-6 m。频率频率,单位单位 s1。9第9页,共18页,编辑于2022年,星期日电
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