传热学读书报告

传热学读书报告

姓名：何连江学号：2010301470004 院系：动力与机械学院班级：自动化一班

1 、传热学

传热学是研究热量传递规律的学科。

1)物体内只要存在温差，就有热量从物体的高温部分传向低温部分；

2)物体之间存在温差时，热量就会自发的从高温物体传向低温物体。

由于自然界和生产技术中几乎均有温差存在，所以热量传递已成为自然界和生产技术中一种普遍现象。

2 、热量传递过程

根据物体温度与时间的关系，热量传递过程可分为两类：（1 ）稳态传热过程；（2 ）非稳态传热过程。

1 ）稳态传热过程（定常过程）

凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递过程均称稳态传热过程。

2 ）非稳态传热过程（非定常过程）

凡是物体中各点温度随时间的变化而变化的热传递过程均称非稳态传热过程。

各种热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过程属稳态传热过程；而在启动、停机、工况改变时的传热过程则属非稳态传热过程。

三、传热学的特点、研究对象及研究方法

1 、特点

1 ）理论性、应用性强传热学是热工系列课程内容和课程体系设置的主要内容之

一。是一门理论性、应用性极强的专业基础课，在热量传递的理论分析中涉及到很

深的数学理论和方法。

2) 有利于创造性思维能力的培养

传热学是建筑环境与设备工程专业的主干专业课之一，在教学中重视学生在学习过程中的主体地位，启迪学生学习的积极性，在时间上给学生留有一定的思维空间。

3 ）教育思想发生了本质性的变化

传热学课程教学内容的组织和表达方面从以往单纯的为后续专业课学习服务转变到重点培养学生综合素质和能力方面，这是传热学课程理论联系实际的核心。。

2 、研究对象

传热学研究的对象是热量传递规律。

3 、研究方法

研究的是由微观粒子热运动所决定的宏观物理现象，而且主要用经验的方法寻求热量传递的规律，认为研究对象是个连续体，即各点的温度、密度、速度是坐标的

连续函数，即将微观粒子的微观物理过程作为宏观现象处理。

热量传递的三种基本方式

一、导热（热传导）

1 、概念

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导热。

固体与固体之间及固体内部的热量传递。

2 、导热现象的基本规律

1 ）傅立叶定律（182

2 年，法国物理学家）

一维导热问题，两个表面均维持均匀温度的平板导热。

根据傅立叶定律，对于x 方向上任意一个厚度为dx 的微元层，单位时间内通过该

层的导热量与当地的温度变化率及平板面积A成正比

其中λ——比例常数，导热率（导热系数）；

负号表示热量传递的方向同温度升高的方向相反。

2 ）热流量

单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量，记为，单位w 。

3 ）热流密度（面积热流量）

单位时间内通过单位面积的热量称为热流密度，记为q ，单位w/ ㎡。

当物体的温度仅在x 方向发生变化时，按傅立叶定律，热流密度的表达式为

二、对流

1 、基本概念

1) 对流：是指由于流体的宏观运动，从而使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过程。

对流仅发生在流体中，对流的同时必伴随有导热现象。

2) 对流换热：流体流过一个物体表面时的热量传递过程，称为对流换热。

2 、对流换热的分类

根据对流换热时是否发生相变分：有相变的对流换热和无相变的对流换热。

根据引起流动的原因分：自然对流和强制对流。

1 ）自然对流：由于流体冷热各部分的密度不同而引起流体的流动。

如：暖气片表面附近受热空气的向上流动。

2 ）强制对流：流体的流动是由于水泵、风机或其他压差作用所造成的。

3 ）沸腾换热及凝结换热：

液体在热表面上沸腾及蒸汽在冷表面上凝结的对流换热，称为沸腾换热及凝结换热（相变对流沸腾）。

3 、对流换热的基本规律< 牛顿冷却公式>

h —比例系数（表面传热系数）单位

h 的物理意义：单位温差作用下通过单位面积的热流量。

表面传热系数的大小与传热过程中的许多因素有关。它不仅取决于物体的物性、换热表面的形状、大小相对位置，而且与流体的流速有关。

一般地，就介质而言：水的对流换热比空气强烈；

就换热方式而言：有相变的强于无相变的；强制对流强于自然对流。

对流换热研究的基本任务：用理论分析或实验的方法推出各种场合下表面换热系数的关系式。

三、热辐射

1、基本概念

1 ）辐射和热辐射

物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。

2 ）辐射换热

辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递称辐射换热。

自然界中的物体都在不停的向空间发出热辐射，同时又不断的吸收其他物体发出的

辐射热。

辐射换热是一个动态过程，当物体与周围环境温度处于热平衡时，辐射换热量为零，但辐射与吸收过程仍在不停的进行，只是辐射热与吸收热相等。

3 ）导热、对流、辐射的评述

①导热、对流两种热量传递方式，只在有物质存在的条件下，才能实现，而热辐射

不需中间介质，可以在真空中传递，而且在真空中辐射能的传递最有效。

②在辐射换热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能量形式的转化。

在辐射时，辐射体内热能→辐射能；在吸收时，辐射能→受射体内热能，因此，辐射换热过程是一种能量互变过程。

③辐射换热是一种双向热流同时存在的换热过程，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，

④辐射换热不需要中间介质，在真空中即可进行，而且在真空中辐射能的传递最有

效。因此，又称其为非接触性传热。

⑤热辐射现象仍是微观粒子性态的一种宏观表象。

⑥物体的辐射能力与其温度性质有关。这是热辐射区别于导热，对流的基本特点。

四、传热过程

传递热量的基本方式：导热、对流、热辐射，由这三个基本方式组成不同的传热过程。

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。

传热过程的组成

传热过程一般包括串联着的三个环节组成即：

①热流体→壁面高温侧；

②壁面高温侧→壁面低温侧；

③壁面低温侧→冷流体。

传热系数K

是指用来表征传热过程强烈程度的指标。数值上，它等于冷热流体间温差

℃，传热面积时热流量的值。K 值越大，则传热过程越强，反之，则弱。其大小受较多因素的影响：

①参与传热过程的两种流体的种类；

②传热过程是否有相变

传热学发展史

传热学这一门学科是在18 世纪30 年代英国开始的工业革命使生产力空前发展的条件下发展起来的。传热学的发展史实际就是：导热、对流、热辐射三种传热方式的发展史。导热、对流早为人们所认识，而热辐射是在1830 年才确认的。

传热学发展史

一、导热

确认热是一种运动的过程中，科学史上有两个著名的实验起着关键作用，

其一是1798 年伦福特钻炮筒大量发热实验；

其二是1799 年戴维两块冰块摩擦生热化成水的实验。

传热学发展史

二、对流

流体流动理论是对流体换热理论必要的前提。1823 年纳维：提出不可压缩流体流动方程。1845 年，英国斯托克斯，将其修改为纳维—斯托克斯方程，形成流体流