武汉纺织大学传热学最基本内容
传热学知识整理1-4章
绪论一、概念1. 传热学: 研究热量传递规律的科学。
2. 热量传递的基本方式: 热传导、热对流、热辐射。
3. 热传导(导热): 物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
(纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
)4. 热流密度:通过单位面积的热流量(W/m2)。
5.热对流: 由于流体各部分之间发生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, 并伴随有导热现象。
6. 自然对流: 由于流体密度差引起的相对运功c7. 强制对流: 出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。
8. 对流换热:流体流过固体壁面时, 由于对流和导热的联合作用, 使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
9. 辐射: 物体通过电磁波传播能量的方式。
10.热辐射: 由于热的原因, 物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
11. 辐射换热:不直接接触的物体之间, 出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
12. 传热过程;热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。
13.传热系数: 表征传热过程强烈程度的标尺, 数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度。
14. 单位面积上的传热热阻:单位面积上的导热热阻: 。
单位面积上的对流换热热阻:对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。
15. 导热系数是表征材料导热性能优劣的系数, 是一种物性参数, 不同材料的导热系数的数值不同, 即使是同一种材料, 其值还与温度等参数有关。
对于各向异性的材料, 还与方向有关。
常温下部分物质导热系数: 银: 427;纯铜: 398;纯铝: 236;普通钢: 30-50;水: 0.599;空气: 0.0259;保温材料: <0.14;水垢: 1-3;烟垢: 0.1-0.3。
16. 表面换热系数不是物性参数, 它与流体物性参数、流动状态、换热表面的形状、大小和布置等因素都有关。
17. 稳态传热过程(定常过程):物体中各点温度不随时间而变。
传热学基本知识
导热分为两类
稳定导热:温度不随时间而变化的导热 不稳定导热:温度随时间而变化的导热
知识回顾
1
传热学基本知识
热传导
2、傅里叶导热定律
热传导的速率与垂直于热流方向的表面积成正比,与壁面两侧的温差成正比,与壁厚成反比。
QAt1t2
q
Q A
t
Q
t
t R
A
Q 导热量,传热速率 , W;
q 热流密度,W m2
2)流速的影响 流体流速增高时,对流传热系数就大。
3)流体的物理性质对给热系数的影响 导热系数、比热容c、密度越大,动力粘度越小,对流传 热系数越大
1
传热学基本知识
热对流
2)流体有相变发生时
蒸汽的冷凝 液体的沸腾
膜状冷凝 滴状冷凝(传热系数大)
自然对流
泡状沸腾或泡核沸腾(传热系数大)
膜状沸腾
1
蒸汽冷凝时的对流传热
传热学基本知识
热传导
4、导热计算
1)单层平壁的稳定热传导
计算公式:
Q A t
Q t R
热阻:
R A
当壁面两侧的温度不等时,且热量只沿垂直 于壁面的方向发生变化
或
q t
1
传热学基本知识
热传导
4、导热计算
2)多层平壁的稳定热传导
多层平壁是指由几层不同厚度、不同导热系数的材料组成 且其间接触良好的平壁
Q=qm热r热 Q=qm冷r冷 此法仅适于有相变过程
三、平均温度差
用传热速率方程式计算换热器的传 热速率时,因传热面各部位的传热温 度差不同,必须算出平均传热温度差 ⊿t均代替⊿t,
QKAt均
1
1、恒温传热时的平均温度差
传热学知识点概念总结
传热学知识点概念总结传热学是研究热量传递的科学,主要涉及热传导、热辐射和对流传热三个方面。
下面将对传热学中的一些重要知识点进行概念总结。
1.热传导:热传导是指物质内部由于分子或原子之间的相互作用而引起的热量传递。
热传导的速率与传热介质的导热性质有关,如导热系数、传热介质的温度梯度和传热介质的厚度。
2.热辐射:热辐射是指由于物体表面温度而产生的电磁辐射,无需经过介质媒质进行传热。
热辐射的能量传递与物体的温度和表面特性有关,如表面发射率和吸收率。
3.对流传热:对流传热是指通过流体的流动使热量传递的过程。
对流传热受到流体流动速度、温度差和流体介质的热传导性质的影响。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种形式。
4.导热系数:导热系数是描述材料导热性质的物理量,定义为单位厚度和单位温度梯度时的热流密度。
导热系数是描述热传导能力大小的重要参数,与物质的组成、结构和温度有关。
5.温度梯度:温度梯度是指在物体内部或空间中温度随着距离的变化率。
温度梯度越大,热传导的速率越快。
6.热阻:热阻是指单位时间内单位温差时热传导的阻力。
热阻与传热介质的导热系数和厚度有关。
可通过热阻来描述传热介质对热传导的阻碍程度。
7.热容量:热容量是指单位质量物质温度升高单位温度所需的热量。
热容量与物质的物理性质有关,如比热容和密度。
8.辐射强度:辐射强度是指单位时间内单位面积上辐射通过的能量。
辐射强度与物体的表面发射率和温度有关。
9.辐射传热:辐射传热是指由于物体表面发射和吸收辐射而进行的传热。
辐射传热受到物体表面发射率、吸收率、温度差和介质的辐射传递能力的影响。
10.热傅里叶定律:热傅里叶定律是描述物体内部热传导的定律,其表达式为热流密度与传热介质的导热系数、温度梯度和传热介质的横截面积成正比。
以上是传热学中一些重要的知识点的概念总结。
传热学的研究对于理解和应用热量传递过程具有重要意义,可广泛应用于工程领域的热处理、热能转化和热工学等方面。
传热学基本知识总结
传热学基本知识总结传热学是研究热能在物质中传递的科学,是物体内部的热平衡和热不平衡的原因和规律的研究。
传热学的基本知识涵盖了传热的基本概念、传热方式、传热导率与传热过程的数学描述等内容。
以下是对传热学基本知识的总结。
一、传热的基本概念1.温度:物体内部分子运动的程度的度量。
温度高低决定了热能的传递方向。
2.热量:物体之间由于温度差异而传递的能量。
热量沿温度梯度从高温区向低温区传递。
3.热平衡:物体内部各点的温度相等,不存在热量传递的状态。
4.热不平衡:物体内部存在温度差异,热量从高温区传递到低温区。
二、传热方式1.热传导:固体内部的分子传递热量的方式,通过分子的碰撞传递热量。
2.对流传热:液体或气体中,由于温度差异而产生的流动传递热量的方式。
3.辐射传热:热能通过电磁波的传播传递热量的方式,无需介质参与。
三、热导率热导率是物体传导热量的能力,用导热系数λ来衡量。
热导率取决于物质本身的性质,与物质的材料、温度有关。
热导率越大,物体传热能力越强。
四、传热数学描述1.热量传递方程:描述物体内部传热过程的数学方程,根据物体内部各点之间的温度差和传热方式的不同可以分为热传导方程、热对流方程和热辐射方程。
2.热导率公式:用来计算物体传热量的数学公式,通常与热导率、温度差、传热面积等物理量相关。
五、传热实例1.热传导:例如铁棒的两端被加热,热量通过铁棒内部分子的传递向另一端传递。
2.对流传热:例如空气中的对流传热,空气受热后变热上升,形成了对流传热。
3.辐射传热:太阳的辐射热量通过空间传递到地球表面,为地球提供能量。
在工程中,传热学常常运用于热工系统的设计和优化。
工程师可以通过对传热方式的研究和对材料热导率的了解,提高传热效率,减少能量损耗。
例如,在电子设备的设计中,通过优化散热结构和选择高热导率的材料,可以有效降低设备的温度,提高设备的工作效率和寿命。
传热学也广泛应用于暖通空调系统、汽车引擎、核反应堆等领域。
第2章传热学基本知识
墙体的总传热系数。 K -墙体的总传热系数。 墙体的总传热阻。 R -墙体的总传热阻。
二、传热的增强与削弱
1、增强传热的基本途径 Q = KF ∆t
(1)提高传热系数 (2)增大传热面积 (3)增大传热温差
2、增强传热的方法
(1)改变流体的流动状况 (2)改变流体的物性 (3)改变换热表面情况
3、削弱传热的方法
2、热量
定义:物体吸收或放出热能的多少。 定义:物体吸收或放出热能的多少。 热量的单位 国际单位制中: 国际单位制中:J,kJ 工程单位制中:cal, 工程单位制中:cal,kcal 换算关系 换算关系 :1kcal=4.19kJ 热量与能量的区别: 热量与能量的区别: 我们可以说一个物体含有多少能量, 我们可以说一个物体含有多少能量,但我们不能说它含有 多少热量。 热量是一个过程量 过程量, 多少热量 。 热量是一个 过程量 , 只有在物体通过热传递 交换热能才谈得上热量。 交换热能才谈得上热量 。 我们可以说一个物体放出多少 热量,吸收多少热量。 热量,吸收多少热量。
(1)热绝缘 (2)改变表面状况
问题: 问题:
1、现实生活中,什么时候需要增强传热,什么 现实生活中,什么时候需要增强传热, 增强传热 时候需要削弱传热 削弱传热? 时候需要削弱传热? 吹电风扇为什么会觉得凉快? 2 、 吹电风扇为什么会觉得凉快 ? 如果环境温度 大于37 37℃ 会出现什么情况? 大于37℃,会出现什么情况? 3、夏天出汗觉得凉快还是不出汗觉得凉快?出 夏天出汗觉得凉快还是不出汗觉得凉快? 汗后不擦干为什么容易感冒? 汗后不擦干为什么容易感冒?
c = c0ε
c0 -黑体的辐射系数。 黑体的辐射系数。
ε -物体的黑度,表示物体与黑体的接近程度。 物体的黑度,表示物体与黑体的接近程度。
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学是研究热量从一个物体或一个系统传递到另一个物体或系统的科学。
它是热力学的一部分,具有广泛的应用领域,包括能源转换、热力学系统设计和工艺优化等。
以下是传热学的一些重要知识点的总结:1.热传导:热量通过直接接触和分子间的碰撞传递。
在固体中,热传导是最主要的传热方式,其传递速率与物质的热导率、温度梯度和传热距离有关。
2.热对流:热量通过流体(液体或气体)的流动传递。
对流传热的速率取决于流体的速度、温度差和传热面积。
3.热辐射:热能以电磁波的形式从热源发出,无需介质介导即可传递热量。
热辐射与物体的温度和表面特性有关,如表面的发射率和吸收率。
4.导热方程:描述了热传导现象,可以用来计算温度随时间和空间的变化。
它与热导率、物体的几何形状和边界条件有关。
5.导热系数:材料的物理性质,描述了材料导热性能的好坏。
较高的导热系数表示材料更好地传递热量。
6.热对流换热系数:描述了流体换热的能力,表示单位面积上的热量传递速率和温度差之间的关系。
7.四能截面:描述了热辐射的性质,反映了物体吸收、反射和透射电磁波的能力。
8.热阻和热导率:用于描述物体或系统中热量传递的难易程度。
热阻与热导率成反比。
9.传热过程中的能量守恒:热量传递过程中,能量守恒定律适用。
传热的总能量输入等于输出。
10.辐射传热公式:根据黑体辐射定律,描述了热辐射的能量传递,常用于计算热源辐射的热量。
11.对流换热公式:根据精细的实验和理论研究,发展了一系列对流换热公式,用于估算流体对流传热。
12.热导率与温度的关系:大多数材料的热导率随温度的升高而增大,但也有一些例外情况。
13. 传热表征:传热通常使用无量纲数值来表征,如Nusselt数、Prandtl数和Reynolds数,它们描述了传热过程中流体的性质和行为。
14.界面传热:当两个物体或系统接触时,它们之间的传热称为界面传热。
界面传热常见的形式包括对流传热和热辐射。
15.传热器件和应用:传热学的知识应用于各种传热器件和系统,如换热器、蒸发器、冷却器等,为工程和科技应用提供了基础。
传热学内容总结
绪论部分一、热量传递的三种基本方式⒈导热应充分理解导热是物质的固有本质,无论是气体、液体还是固体液态还是固态,都具有导热的本领。
利用傅里叶定律进行稳态一维物体导热量的计算。
应能区分热流量Φ和热流密度q。
前者单位是w,后者单位是w/m2,且q=Φ/A。
同时还应将热流量Φ与热力学中的热量Q区别开来,后者的单位是J。
传热学中引入了时间的概念,强调热量传递是需要时间的。
充分掌握导热系数λ是一物性参数,其单位为w/(m·K);它取决于物质的热力状态,如压力、温度等。
对不同的物质,可用教材的附录查得导热系数值。
⒉对流掌握对流换热是流体流过固体壁面且由于其与壁面间存在温差时的热量传递现象,它与流体的流动机理密不可分;同时,由于导热也是物质的固有本质,因而对流换热是流体的宏观热运动(热对流)与流体的微观热运动(导热)联合作用的结果。
初步会运用牛顿冷却公式或计算对流换热量。
注意其中A为换热面积,必须是流体与壁面间相互接触的、与热量传递方向相垂直的面积。
掌握对流换热的表面传热系数h为一过程量,而不像导热系数λ那样是物性参数。
也正因为如此,不同对流换热过程的表面传热系数的数量级相差很大。
⒊热辐射掌握热辐射的特点,区分它与导热及对流的不同之处。
掌握黑体辐射的斯蒂藩—玻耳兹曼定律。
它是一个黑体表面向外界发射的辐射热量,而不是一个表面与外界之间以辐射方式交换的热量。
通过对两块非常接近的互相平行黑体壁面间辐射换热的计算,以了解辐射换热的概念。
应注意三种热量传递方式并不是单独出现,常常串联或并联在一起起作用。
可以结合日常生活及工程实际中的实例加深理解。
二、传热过程与传热系数⒈传热过程充分理解传热过程是热量在被壁面隔开的两种流体之间热量传递的过程。
在传热过程中三种热量传递方式常常联合起作用。
能对一维平壁的传热过程进行简单的计算。
理解传热系数K是表征传热过程强弱的标尺。
既然对流换热表面传热系数h是过程量,它常作为传热过程的一个环节,因而传热系数也是过程量。
1.2传热学基本知识
二、计算公式
单层墙壁
t1>t2,温度恒定不变,热能 以导热方式由墙体内表面经墙 体传向墙的外表面。
单位时间的导热量
Q
d
(t1 t2 ) F
Q-通过单层平壁的导热量。
F -墙壁的传热面积。 d -墙壁的厚度。 t1 -墙壁内表面的温度。
t 2 -墙壁外表面的温度。 -墙体材料的导热系数。
§2-3 对流换热
一、对流换热的特征及影响因素
1、定义
依靠流体的运动,热量由一处传递到另一处的现象称之 为热对流。
2、特征
传热过程中流体质点发生了相对位移,而热传导中质点 并不发生相对位移。
3、热对流与对流换热的区别
热对流是基本传热方式的一种。 对流换热不是基本传热方式,而是一种复杂的传热过程, 既有热对流作用,同时又有导热作用。
一、温度与热量
1、温度
定义:用来表示物体冷热程度的物理量。 测量温度的仪表:温度计,玻璃管温度计、热电偶温度 计、热电阻温度计等。 衡量温度的数值标尺:温标。 ①绝对温标:国际单位制规定的热力学温标,符号T,单位 K(开尔文),中文代号“开”。 ②摄氏温标:工程实际常用一种温标,符号t,单位摄氏度 ,代号“℃”。 换算关系 : T=t+273.16 一般工程计算中:T=t+273
三、热辐射的基本定律
在所有的物体中,黑体辐射能力E最强,其他物体辐射能 力小于黑体,称灰体。
T 4 c( ) 100
T -绝对温度。
c -灰体的辐射系数,表示物体的向外辐射的能力。
c c0
c0 -黑体的辐射系数。
-物体的黑度,表示物体与黑体的接近程度。
T>OK的物体都能辐射热量,两物体通过辐射进 行热交换,高温物体辐射给低温物体的热量大于 低温物体辐射给高温物体的热量,最终两者差值 决定换热量。
传热学知识点
传热学知识点传热学是研究热量传递的学科,对人类生活和工业生产有着重要的影响。
以下是关于传热学的一些知识点:1.热量传递方式:传热学研究的首要内容是热量在不同物质之间的传递方式。
热量传递有三种方式:导热、对流和辐射。
导热是指热量通过固体或液体的直接接触传递。
对流是指热量通过流体的运动传递,可以分为自然对流和强制对流两种。
辐射是指热量通过电磁波传递,无需介质参与。
2.热传导:导热是最常见的传热方式,它是由于不同物质内部的分子间作用力导致的。
导热的速度和物质的热导率有关,热导率是物质表征导热性能的物理量。
3.对流传热:对流是在流体中传递热量的方式。
它是由于流体的运动导致的热量传递。
在自然对流中,热量传递是由于流体受热后的密度变化产生的,而在强制对流中,热量传递是由于外界施加的压力或泵力导致的。
4.辐射传热:辐射是通过电磁波传递热量。
辐射传热不需要介质的参与,可以在真空中进行。
辐射传热的强度与物体的温度和表面性质有关,通常用斯特藩-玻尔兹曼定律来描述。
5.热传导的控制:控制热传导是提高节能和减少能源消耗的关键。
可以通过增加物体之间的接触面积、减少物体之间的间距、增加物质的热导率等方法来提高热传导效率。
6.流体流动换热:对流传热是通过流体的运动来传递热量的,研究流体流动条件下的传热现象是传热学的一个重要方向。
流体流动的方式有层流和湍流,研究边界层和流动分离等现象对于准确预测和控制流体流动换热过程至关重要。
7.换热设备:传热学在工程中的应用主要是研究和设计换热设备,如换热器、冷却塔、锅炉等。
这些设备的设计要考虑热量传递效率、流体流动特性以及材料的选择等因素。
8.相变传热:相变是物质由一种状态向另一种状态转变的过程,如液体变为固体时释放的凝固潜热。
相变传热是一种特殊的传热方式,研究相变传热现象对于设计冷凝器、蒸发器等设备有着重要意义。
9.传热计算和实验:传热学的研究方法包括传热计算和实验。
通过传热方程和边界条件来计算热传导、对流和辐射等传热过程。
传热学知识点
传热学1.热传导方式传热在固体液体气体中发生2.传热方式为热传导,热对流,热辐射3.等温面的特点:(1) 温度不同的等温面或线彼此不能相交;(2) 在连续的温度场中,等温面不会中断(3) 若温度间隔相等时,等温线的疏密可反映出不同区域导热热流密度(单位面积的热流量)的大小。
4.热量方向与温度梯度方向相反5.热量传递方向不止能从高温处传向低温处6.复合传热是指既有对流换热,又有辐射换热的换热现象7.热传导1.热传导定义:物体内部或相互接触的表面间,由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动及相互碰撞而产生的热量传递现象称为热传导( 简称导热)2.特点:物质各部分不会发生相对位移3.热导率特点:1)对于同种物质,其固态的热导率值最大,气态的热导率值最小2)一般金属的热导率大于非金属的热导率3)导电性能好的金属,其导热性能也好4)纯金属的热导率大于它的合金5)对于各向异性物体,热导率的数值与方向有关5)对于同种物质,其晶体的热导率要大于非晶体的热导率热对流1.热对流:指流体的宏观运动使温度不同的流体相对位移而产生的热量传递的现象,显然,热对流只能发生在流体之中,而且必然伴随有微观微粒热运动产生的导热。
2.流动原因:一自然对流:温度不同引起密度差,轻者上浮,重者下沉;二强制对流:风机、泵或搅拌等外力所致流体质点的运动。
3.强制对流引起的热量传递远大于自然对流热量传递4.热辐射1.热射线主要有有红外线,可见光2.热辐射特点:(1) 热辐射总是伴随着物体的内热能与辐射能这两种能量形式之间的相互转化。
(2) 热辐射不依靠中间媒介,可以在真空中传播因此,又称其为非接触性传热。
(3) 物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。
即不仅高温物体向低温物体辐射热能,而且低温物体向高温物体辐射热能。
3.布鲁布鲁对流换热1.对流换热:流体与固体表面之间的热量传递是热对流和导热两种基本传热方式共同作用,不是基本传热方式2.特点:(1) 导热与热对流同时存在的热传递过程(2) 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差(3) 由于流体粘性和受壁面摩擦阻力的影响,紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层3.对流换热是指流体流经固体时流体与固体表面之间的热量传递现象4.圆管壁稳定传热时,温度呈对数曲线分布5.某管道采用两种不同的材料组成保温层,如果内外保温层厚度相等,将导热系数小的材料放置在外层,保温效果更好(错误)6.提高对流传热系数的途径:①使流动从层流转变为湍流②增加流速③增大管径④选用螺纹管,短管,弯管(5). 在管外流动,应加折流板7.沸腾三个阶段:自然对流、核状沸腾、膜状沸腾,工业上采用核状沸腾8.边界层的分离增强了流体的扰动,h 增大/ 流体在圆管外的换热,为避免层流,底层对对流换热的影响会设置障碍物,促使边界层的分离形成,为增强传热效果9.空气在圆管内做湍流运动,当其他条件不变,空气流速提高一倍时,对流传热h为原来对流传热系数的1.74倍10.某管道采用两种不同的材料组成保温层,如果内外保温层厚度相等,将导数系数小的材料放置在外层,保温效果更好(错误)11.蒸汽冷凝时,定期排放不凝性气体。
传热学知识点
传热学主要知识点1. 热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2.导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流(热对流)(Convection)的概念。
流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。
4对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
[]W )(∞-=t t hA Φw6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的4次方。
7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数:当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。
影响h 因素:流速、流体物性、壁面形状大小等。
传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
常温下部分物质导热系数:银:427;纯铜:398;纯铝:236;普通钢:30-50;水:0.599;空气:0.0259;保温材料:<0.14;水垢:1-3;烟垢:0.1-0.3。
8. 实际热量传递过程: 常常表现为三种基本方式的相互串联/并联作用。
[]2m W )( f w t t h AΦq -==第一章导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
(完整版)传热学知识点
(完整版)传热学知识点传热学主要知识点1. 热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2. 导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3. 对流(热对流)(Convection)的概念。
流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。
4 对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层5. 牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
q ' = h (t w - t ∞ )(w)= q 'A = Ah (t w - t ∞ )w / m 2h 是对流换热系数单位 w/(m 2 k) q ' 是热流密度(导热速率),单位(W/m 2)是导热量 W6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于 0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的 4 次方。
7. 导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数:当流体与壁面温度相差1 度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。
影响h 因素:流速、流体物性、壁面形状大小等传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
第一章导热理论基础1 傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
傅立叶定律(导热基本定律):q ' = -k ?dT q ' = -k ?T = -k (i ?T + j ?T + k ?T) x ?dx ?x ?y ?zq ' = -k ?T n ?nT(x,y,z)为标量温度场圆筒壁表面的导热速率 q r= -kA dTdr = -k (2rL ) dT dr垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度,方向与温度梯度相反。
传热学主要内容
传热学主要内容
传热学主要研究热量传递的规律,是研究由温差引起的热能传递规律的科学。
其研究内容包括导热、对流和热辐射三种热量传递方式的物理概念、特点和基本规律,以及如何综合应用这些基础知识来正确分析工程实际传热问题的方法。
此外,传热学还涉及到计算各类热量传递过程的基本方法,以及如何进行间壁式换热器的原理性热力设计。
同时,传热学还探讨如何强化或削弱热量传递过程的方法,以及如何采取切实可行的措施来强化或削弱传热。
以上内容仅供参考,如需更多信息,可查阅传热学相关书籍或咨询相关学者。
传热学知识点
传热学主要知识点1. 热量传递的三种基本方式。
热量传递的三种基本方式:导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。
2.导热的特点。
a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;d 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。
3.对流(热对流)(Convection)的概念。
流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间,由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。
4对流换热的特点。
当流体流过一个物体表面时的热量传递过程,它与单纯的对流不同,具有如下特点:a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运动;也必须有温差c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。
6. 热辐射的特点。
a 任何物体,只要温度高于0 K ,就会不停地向周围空间发出热辐射;b 可以在真空中传播;c 伴随能量形式的转变;d 具有强烈的方向性;e 辐射能与温度和波长均有关;f 发射辐射取决于温度的4次方。
7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。
导热系数:表征材料导热能力的大小,是一种物性参数,与材料种类和温度关。
表面传热系数:当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。
影响h 因素:流速、流体物性、壁面形状大小等传热系数:是表征传热过程强烈程度的标尺,不是物性参数,与过程有关。
第一章 导热理论基础1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。
傅立叶定律(导热基本定律):垂直导过等温面的热流密度,正比于该处的温度梯度,方向与温度梯度相反。
(1)空隙中充有空气,空气导热系数小,因此保温性好;(2)空隙太大,会形成自然对流换热,辐射的影响也会增强,因此并非空隙越大越好。
[]W )(∞-=t t hA Φw []2m W )( f w t t h AΦq -==(3)由于水分的渗入,替代了相当一部分空气,而且更主要的是水分将从高温区向低温区迁移而传递热量。
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学是研究物质内部和不同物质之间能量传递的一门科学。
它广泛应用于工程领域,涉及到热传导、对流传热和辐射传热等多个方面。
下面我将总结一些传热学的重要知识点。
1.傅立叶定律:它是传热学中最基本的定律之一,也被称为热传导定律。
根据傅立叶定律,热传导速率正比于温度梯度的负值。
数学上可以表示为q=-k∇T,其中q是单位时间内的热流量,k是导热系数,∇T是温度梯度。
2.热传导:指的是热量通过物质内部的传递过程。
在固体中,热传导主要通过分子振动、电子热传导和晶格热传导等方式进行。
3.热对流:指的是通过流体的流动来传递热量。
热对流可以分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是由于密度差异引起的,而强制对流是通过外部力的作用产生的。
4.辐射传热:是指热量通过电磁波的辐射传递。
所有物体在温度大于绝对零度时都会发出辐射,而辐射传热不需要通过介质传递。
辐射传热受到物体的表面性质和温度的影响。
5.热导率:是材料传导热量的能力的度量,通常用导热系数k来表示。
热导率越大,材料传导热量的能力就越强。
各种材料的热导率不同,可以用于选择合适的材料来满足特定的传热要求。
6.热阻和热导:热阻是指阻碍热量传递的能力。
热阻的大小与材料的导热性质和传热面积有关。
热导是热量在单位时间内通过材料的能力,可以用于计算传热速率。
7.对流换热系数:对流传热时,介质和界面的性质会影响传热速率。
通过引入对流换热系数h,可以描述介质与界面之间的热量传递能力。
对流换热系数与流体性质、流动方式和传热界面的条件有关。
8.对流传热的努塞尔数:努塞尔数是用于表征对流传热能力的无量纲数。
努塞尔数与热传导、对流传热系数和传热面积有关。
9.辐射传热的黑体辐射:黑体辐射指的是一个完美吸收和辐射的物体的辐射行为。
根据斯蒂芬-波尔兹曼定律,黑体辐射功率与温度的四次方成正比。
黑体辐射是辐射传热中一个重要的概念。
10.换热器:换热器是用于在两个流体之间传递热量的设备。
传热学需掌握的核心内容
第一部分:必背的公式1. 通过单层平壁稳态导热热流量的计算公式λ)δ/()(21A t t Aq w w -==Φ 2. 通过单层圆筒壁稳态导热热流量的计算公式)/ln(21)(1221r r l t t Aq w w λπ-==Φ3. 牛顿冷却公式t Ah ∆=Φ4. 对于两个漫灰表面组成封闭系统的辐射换热计算)(111212,112222,11111212,1b b s b b E E X A A X A A E E -=-++--=Φεεεεε 其中的特例:(1)表面1的面积A 1远远小于表面2的面积A 2,且X 1,2=1,如一个物体被一个空间包容的情况。
)(21112,1b b E E A -=Φε(2)表面1的面积A 1等于表面2的面积A 2,且X 1,2=1,如两块相近的平行平板之间的辐射换热。
111)(212112,1-+-=Φεεb b E E A5. 传热方程式)(21f f t t Ak -=Φm t Ak ∆=Φ6. 换热器计算的基本公式m t kA ∆=Φ简单顺流和逆流:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆∆-∆=∆minmaxmin max ln t t t t t m ,复杂布置情况:逆)(m m t t ∆=∆ψ)(''1'111t t c q m -=Φ)('2''222t t c q m -=Φ第二部分:必背的物理概念表达式或定义式1. 导热的傅立叶定律数学表达式n ntgradt q ∂∂-=-=λλ 在直角坐标系中,x 坐标方向上,xtq ∂∂-=λ或x t A Φ∂∂-=λ2. 肋片效率理想实际ΦΦ=f η肋片的理想散热量是指整个肋片均处在肋根温度下的散热量。
3. 毕渥数、傅立叶数和时间常数的表达式λhlBi =,2la Fo τ=,λ)/(A V h Bi V=, 2)/(A V a Fo V τ=hAVcc ρτ=4. 对流换热中表面传热系数与流体温度场的关系式xy x w x yt t t h ,0,=∞∂∂--=λ5. 对流换热中常见准则数及其物理意义(1) 努赛尔准则数λ/hl Nu =,壁面上流体的无量纲温度梯度。
传热学基本知识
导热
导热定义 导热是指热量在物质内部由高温 区域向低温区域传递的过程。
导热方式 主要包括热传导、热对流和热辐 射。
导热基本定律 傅里叶导热定律,表示在单位时 间内通过某一截面的热量与垂直 于该截面的温度变化率及该截面 的面积成正比。
导热系数 描述物质导热性能的参数,其值 越大,物质的导热性能越好。
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04
对流换热
对流换热的基本概念
总结词
对流换热是指流体与固体表面之间的热量传递过程,是传热学中的一种基本形 式。
详细描述
对流换热涉及到流体和固体之间的温度差异,当流体流过固体表面时,由于温 差的作用,流体会从固体表面吸收热量或向其释放热量,从而导致热量传递。
对流换热的分类
总结词
根据流体流动的性质和状态,对流换 热可以分为强制对流、自然对流和混 合对流三种类型。
01
辐射定律
02 斯蒂芬-玻尔兹曼定律、普朗克定 律和维恩位移定律等。
辐射系数
描述物质发射和吸收辐射能力的
参数,其值越大,物质发射和吸
03
收辐射的能力越强。
辐射方式
04
包括物体表面之间的辐射、太阳
辐射和红外辐射等。
热传导、对流和辐射的比较
热量传递方式
热传导、对流和辐射是三 种不同的热量传递方式, 它们在热量传递过程中有
三维热传导是指热量在三维空间中传递的过程。
详细描述
三维热传导是最常见的传热现象,发生在固体、液体和气体中。在三维热传导中,热量 在三个方向上传播和扩散,即长度、宽度和高度。三维热传导的数学模型通常采用三维 偏微分方程来描述,需要考虑热量在各个方向上的扩散和传递。三维热传导在工程和自
传热学基本概念知识点
传热学基本概念知识点1傅里叶定律:单位时间内通过单位截面积所传递的热量,正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率2集总参数法:忽略物体内部导热热阻的简化分析方法3临界热通量:又称为临界热流密度,是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值5效能:表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比6对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?对流:指流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混所引起的热量传递方式。
对流仅能发生在流体中,而且必然伴随有导热现象。
对流两大类:自然对流与强制对流。
影响换热系数因素:流体的物性,换热表面的形状与布置,流速7何谓膜状凝结过程,不凝结气体是如何影响凝结换热过程的?蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,如果凝结液体能很好的润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式称为膜状凝结。
不凝结气体对凝结换热过程的影响:在靠近液膜表面的蒸气侧,随着蒸气的凝结,蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大。
蒸气在抵达液膜表面进行凝结前,必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层。
因此,不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。
8试以导热系数为定值,原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例,说明过程中平壁内部温度变化的情况,着重指出几个典型阶段。
首先是平壁中紧挨高温表面部分的温度很快上升,而其余部分则仍保持原来的温度,随着时间的推移,温度上升所波及的范围不断扩大,经历了一段时间后,平壁的其他部分的温度也缓慢上升。
主要分为两个阶段:非正规状况阶段和正规状况阶段9灰体有什么主要特征?灰体的吸收率与哪些因素有关?灰体的主要特征是光谱吸收比与波长无关。
灰体的吸收率恒等于同温度下的发射率,影响因素有:物体种类、表面温度和表面状况。
10气体与一般固体比较其辐射特性有什么主要差别?气体辐射的主要特点是:(1)气体辐射对波长有选择性(2)气体辐射和吸收是在整个容积中进行的11说明平均传热温压得意义,在纯逆流或顺流时计算方法上有什么差别?平均传热温压就是在利用传热传热方程式来计算整个传热面上的热流量时,需要用到的整个传热面积上的平均温差。
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学是物理学的一个重要分支,研究物体间传递热量的规律和方式。
下面是一些传热学的重要知识点的总结。
1.热量传递方式:传热学研究的第一个重要问题是热量的传递方式。
主要有三种方式:传导、对流和辐射。
传导是通过固体或液体内部的分子振动和自由电子振动而传递热量的方式;对流是通过液体或气体的运动而传递热量的方式;辐射是通过热辐射的电磁波传递热量的方式。
不同物体间的传热方式通常是综合应用这些方式。
2.热传导:热传导是固体或液体内部的热量传递方式。
它遵循傅里叶热传导定律,即热传导速率正比于温度梯度,与导热系数成正比。
导热系数是物质的一个固有特性,用于描述物质对热量的导热能力。
热情况下,低导热系数的物质不容易传递热量,而高导热系数的物质能够更好地传递热量。
3.对流传热:对流是热量通过液体或气体的运动而传递的方式。
它分为自然对流和强迫对流。
自然对流是由密度差异引起的液体或气体的自发运动,如气流中的热空气上升;强迫对流是通过外部力量推动流体运动,如风扇吹起的空气。
对流传热具有较高的传热效率,因为流体的运动可以带走物体表面的热量。
4.辐射传热:辐射是通过热辐射的电磁波传递热量的方式。
所有物体在室温下都会发射辐射,其强度与温度的四次方成正比。
黑体是指一个理想化的物体,能够完全吸收所有辐射,并以最大强度发射辐射。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,黑体辐射的强度正比于温度的四次方。
实际物体的辐射强度可以用其发射率和黑体辐射强度之间的比例来描述。
5.热传导方程:热传导方程是研究固体或液体内部热量传递的数学模型。
它描述了材料内部温度随时间和空间的变化。
热传导方程是一个偏微分方程,其中包含了热传导系数、材料的热容和密度等参数。
6.传热换热系数:传热换热系数描述了传热过程中介质对热量的传递能力。
它是一个物质特性,不同物质和不同传热方式都有不同的传热换热系数。
传热换热系数的大小直接影响传热速率,较大的传热换热系数意味着更快的传热速率。
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2013-11-28
第六章 要点小结
圆管内强制对流、外掠圆管、自然对流 1. 定性温度、定型尺寸(特征尺寸)
2. 准则数Re、Pr、Gr、Nu的表达式及其在传热学 计算中的作用 3. 对流换热的类型、流态的判断(临界Re数的值) 、边界层的特征、经验公式的使用 4. 对流换热的计算过程。
2013-11-28
导热系数 保温材料 (认识)导热微分方程式及边界条件
稳态与非稳态导热的温度特点
2013-11-28
第二章 要点小结 常物性导热体的一维稳态、无内热源的导热
(1) 热阻的定义、热阻图
(2)无限大、多层平壁单位面积上的热流
q
t f1 t f 2
n i 1 1 h1 i 1 i h2
3、斯蒂芬-玻尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律Wien 唯一定律、兰贝特(Lambert)定律、 基尔霍夫 (Kirchhoff)定律
2013-11-28
第九章 要点小结
1、角系数的定义、空间热阻
2、黑体间的辐射换热计算
3、灰体的定义、有效辐射、表面热阻(二本) 4、角系数的互换性、角系数的完整性
用热平衡法求一维、两维稳态导热问题的节点方 程,并用迭代法求解
2013-11-28
第五章要点小结
(牛顿流体的稳态、常物性、单相对流换热)
对流换热的特点、影响因素、牛顿冷却公式 (了解)边界层理论简化了对流换热微分方程式 (了解)相似理论大大简化对流换热实验。 (掌握)准则数Nu、Re、Pr、Gr各自的意义。强制 对流、自然对流换热各用到哪些准则数 (了解)横掠平板换热时,边界层的变化特点及局 部对流换热系数的变化特征,(掌握)计算方法
第七章 要点小结
1. 有相变的与单相流体的换热比较(以水为例)
2. 膜状凝结、珠状凝结的换热特征
3. 大容器(池内)沸腾及有限空间(管内强迫流 动)沸腾过程的特点 4. Nusselt膜状凝结换热公式的使用 5. 热管的工作原理
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第八章 要点小结
1、热辐射、吸收率、反射率、透过率、黑体、镜 体、透明体、可见光、红外线 2、黑体单色及全波长辐射力、辐射强度的计算
第三章 要点小结(二本)
1.非稳态导热的定义、非稳态的数学表达 式、非稳态导热的物理特点 2.无限大平壁非稳态导热微分方程式、边 界条件、初始条件
2013-11-28
第四章要点小结(二本)
常物性、两维稳态导热在无内热源时内 部节点(i,j)的方程:其温度值是相 邻四个节点的算术平均值。
ti1, j ti1, j ti , j 1 ti , j 1 4ti , j 0
2013-11-28
(3) 无限长、多层圆筒壁传热,单位长度上的热流
tf1 tf 2 ql n d i 1 1 1 1 ln h1d1 i 1 2i di h2d n 1(源自) 肋片的作用、肋片的散热量和效率
(5) (认识)肋片效率随肋高变化而变化的趋势
2013-11-28
绪论要点小结
(1)导热、Fourier 定律应用于 大平壁 (2)对流换热、 Newton 冷却公 式 (3)热辐射、Stenfan-Boltzmann
t Φ = A
Aht
定律
(4)传热过程
2013-11-28
Eb b T
4
第一章 要点小结
温度梯度 内热源强度
傅立叶定律的数学表达式
5、遮热板的原理
2013-11-28