实验传热学1-概述
传热学知识点总结
第一章
§1-1 “三个W”
§1-2 热量传递的三种基本方式
§1-3 传热过程和传热系数
要求：通过本章的学习，读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解，并能进行简单的计算，能对工程实际中简单的传热问题进行分析（有哪些热量传递方式和环节）。作为绪论，本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化，具体更深入的讨论在随后的章节中体现。
本章重点：
1.传热学研究的基本问题
物体内部温度分布的计算方法
热量的传递速率
增强或削弱热传递速率的方法
2.热量传递的三种基本方式
(1).导热：依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。
傅立叶导热公式：
(2).对流换热：当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。
牛顿冷却公式：
(3).辐射换热：任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力，辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。由于电磁波只能直线传播，所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。
黑体热辐射公式：
实际物体热辐射：
3.传热过程及传热系数：热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。
最简单的传热过程由三个环节串联组成。
4.传热学研究的基础
傅立叶定律
能量守恒定律+ 牛顿冷却公式+ 质量动量守恒定律
四次方定律
本章难点
1.对三种传热形式关系的理解
各种方式热量传递的机理不同，但却可以（串联或并联）同时存在于一个传热现象中。2.热阻概念的理解
严格讲热阻只适用于一维热量传递过程，且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。
思考题：
西安交大传热第1章-绪论
例 题 1-1 有 三 块 分 别 由 纯 铜 （ 热 导 率 398W/(m K)） 黄铜（热导率λ 109W/(m·K) W/(m·K) W/(m K)） λ1=398W/(m K)）、黄铜（热导率λ2=109W/(m K)） 和碳钢（热导率λ 40W/(m K)）制成的大平板， W/(m·K) 和碳钢（热导率λ3=40W/(m K)）制成的大平板，厚 度都为10mm， 10mm 度都为10mm， 两侧表面的温差都维持为tw1 – tw2 = 50℃不变，试求通过每块平板的导热热流密度。 50℃不变，试求通过每块平板的导热热流密度。 解： 这是通过大平壁的一维稳态导热问题，对于纯铜板， 这是通过大平壁的一维稳态导热问题，对于纯铜板，
q1 = λ1
tw1 − tw2
δ
= 398×50 / 0.01 =1.99×10 W
6
对于黄铜板
q2 = λ2
tw1 − tw2
δ
=109×50 / 0.01 = 0.545×106W
对于碳钢板
q2 = λ3
tw1 −tw2
δ
= 40×50 / 0.01 = 0.2×10 W
6
二、对流
1 、基本概念 对流：是指由于流体的宏观运动， 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， 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。 相互掺混所引起的热量传递过程。 对流仅发生在流体中， 对流仅发生在流体中，流体中有温 对流的同时必伴随有导热现象。 差 —对流的同时必伴随有导热现象。自然 对流的同时必伴随有导热现象 界不存在单一的热对流。 界不存在单一的热对流。。
传热学 第一章 稳定导热
第一节 导热基本定律 一、温度场和温度梯度
（二）温度梯度 设两等温面之间的温度差为: 法线方向的距离为: 设两等温面之间的温度差为 ∆t 法线方向的距离为 ∆n 则 ∆t 与∆n 的比值的极限称为温度梯度,记做 的比值的极限称为温度梯度 记做: 记做
∆t gradt = lim = ∆n →0 ∆n
t = ( x, y , z , τ )
上式表明，物体在指定的空间位置处温度随时间的变化。 上式表明，物体在指定的空间位置处温度随时间的变化。空间 各点温度随时间而改变的温度场称为不稳定温度场。 各点温度随时间而改变的温度场称为不稳定温度场。而空间各 点温度都不随时间而改变的温度场称为稳定温度场。 点温度都不随时间而改变的温度场称为稳定温度场。稳定温度 场的数学表达式是
把x=0时，t=t1；x=δ时t=t2，代入 时 时 上式，可得； 上式，可得；
t2 = −
q
λ
δ + t1
于是，对于单层平壁，单位面积上的热流量为： 于是，对于单层平壁，单位面积上的热流量为：
q = λ
t1 − t 2
δ
=
∆ t
δ λ
W /m2
第二节 通过平壁的稳定导热 一、单层平壁的稳定导热
若单层平壁的面积为F，则总热流量为： 若单层平壁的面积为 ，则总热流量为：
对于一维稳定温度场来说,可以写作:
(完整PPT)传热学
常见传热实验设备介绍
热传导实验装置
用于研究固体内部热传导过程，通常由加热 元件、测温元件和数据采集系统组成。
辐射传热实验装置
用于研究物体间辐射传热过程，如黑体辐射 源、辐射测温仪等。
对流传热实验装置
用于研究流体与固体壁面间的对流传热过程 ，包括风洞实验、水洞实验等。
换热器性能实验装置
用于研究换热器的传热性能和流动特性，如 管壳式换热器、板式换热器等。
实验数据处理与误差分析
数据处理
对实验数据进行整理、筛选和计算，得到所需的传热学参数和性能 指标。
误差分析
分析实验过程中产生的误差来源和影响程度，如系统误差、随机误 差等，并给出减小误Leabharlann Baidu的方法和建议。
不确定度评定
对实验结果的可靠性进行评定，给出不确定度范围，以便后续研究 和应用。
07 传热学在工程领 域应用案例
03 对流换热原理及 应用
对流换热现象及分类
01
02
03
自然对流
由于流体内部温度梯度引 起的流动，如暖气片散热 、自然风冷却等。
强制对流
通过外部力量（如风扇、 泵等）驱动流体流动，如 空调制冷、汽车散热器等 。
混合对流
自然对流和强制对流同时 存在的情况，如电子设备 散热、建筑物通风等。
影响对流换热因素
动。
(化工原理实验)传热实验
冷却
生物加工过程中需要进行冷却 处理，传热实验可以为冷却实 验提供条件和数据分析。
反应器
生物化学反应需要进行加热或 冷却等处理，通过传热实验法， 可以对反应过程进行优化和改 进。
传热实验在制药工程中的应用
加热
在制药过程中，采用传热实验 法可以对制药反应温度、保证 药品纯度等方面进行优化。
冷却
制药反应过程中需要进行冷却 处理，通过传热实验法，可以 为冷却实验提供条件和数据分 析。
热导率
热导率是物质对热的传导能力的描述，是指 单位时间内，单位面积、单位温度差下，热 能流过物质的数量。
传热实验对工业生产的重要性
减少能源浪费
通过深入研究传热原理，优化设计，能更好地 利用能源，避免能源浪费。
提高生产质量和效率
传热实验能够为新工艺的开发提供理论支持， 增强生产质量。
传热实验在环境保护中的应用
常用传热设备及原理
导热油加热器
采用导热油为加热介质，进行 热能转移，广泛应用于工业生 产中。
热风炉
使用热风作为热能载体，将燃 料燃烧产生的热量转化为热风 形式，进行物料干燥或烘烤。
太阳能热水器
利用太阳能进行能量转换，将 阳光转化为热能，达到加热水 的目的。
换热器
将两个或多个流体进行换热的 设备，用于控制温差、维护热 平衡、降低能耗等。
石油化工生产中，传热实验可 以为换热器的设计和优化，控 制流体温度偏差，保证生产正 常运行。
传热学实验指导书---实验一(本部)
实验一 非稳态法测量材料的导热性能实验
一、实验目的
1. 快速测量绝热材料的导热系数和比热。
2. 掌握使用热电偶测量温差的方法。
二、实验原理
X
图1 第二类边界条件无限大平板导热的物理模型
本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。设平板厚度为2δ。初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t(x,τ)。
导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下：
2
2)
,(),(x x t a x t ∂∂=∂∂τττ
初始条件 0
)0,(t x t =
边界条件
x=0,
0)
,0(=∂∂x
t τ
X=δ,
0),(=+∂∂λ
τδc
q x t 方程的解为：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--+--=-∑∞
=+12
2
1220)exp(cos(2)1(63),(n o n n n n c F x x a q t x t μδμμδδδδλττ
q c
式中： t —温度； τ—时间； t 0 — 初始温度；
ɑ — 平板的导温系数； μn — n π n=1,2,3,……
2
δ
τ
a Fo =
— 傅立叶准则； q c
— 沿方向从端面向平板加热的恒热流密度；
随着时间t 的延长，Fo 数变大，上式中级数和项愈小。 当Fo>0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，上式变成：
)61
2(),(2
20-+-=
-δτδτλδτa a q t x t c 由此可见，当Fo>0.5后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是
常数，并且到处相同。这种状态称为准稳态。
传热学-第1章
工作单位：能源与动力学院
热工教研室
办公地点：2#综合实验楼
416A室
第一章 绪论
1
参考书
《传热学 要点与解题》 王秋旺 《数值传热学》陶文铨 《凝结与沸腾》 施明恒等 《辐射换热》 余其铮 Heat Transfer Anthony F Heat Transfer J.P.Holman
第一章 绪论
2
课程安排
上课时间：1-10 周一7，8节 周四 3，4节
地点： 综-311
学 时：40 学 分：2.5 课程性质：必修课
上课讲思路。一部分自学，作业，实验。
第一章 绪论
3
考核方法
• 期末考试：80％ • 平时成绩：20％ • 包括作业和平时测试
第一章 绪论
4
作业要求：
写出物理表达式 带入原始数据 给出结果
0
x
15
5.: 材料的热导率（导热系数）
表明材料的导热能力，W/(m·K)。是物性参数，与材料
种类和温度关。
金属 非金属固体 液体 气体
6.热流密度：
单位时间通过单位面积的热流量 稳态 q = const，于是积分傅里叶定律有：
q dx tw2
0
tw1
第一章 绪论
tf
24
表1-1 一些表面传热系数的数值范围
传热学总结
1
传热学
油气储运工程09级
热量传递的三种基本方式： 1.热传导（导热）：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 称热传导。 dt A 导热的基本规律（傅立叶定律）： dx λ称为热导率，又称导热系数，表征材料导热性能优劣的参数， 是一种物性参数，单位： w/mk 。不同材料的导热系数值不同， 即使同一种材料导热系数值与温度等因素有关。金属材料最高， 良导电体，也是良导热体，液体次之，气体最小。 2.热对流：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。 对流换热：指流体流经固体表面时流体与固体表面之间的热量 传递现象。
油气储运工程--- Oil & gas storage and transportation engineering
传热学 第二章
油气储运工程09级
传热学
油气储运工程09级
影响导热系数的因素：物质的种类、材料成分、温度、湿度、 压力、密度等。 金属 非金属; 固相 液相 气相 对于任何导热过程，完整的数学描写包括导热微分方程和单 值性条件。 初始条件：初始时间温度分布的初始条件； 边界条件：导热物体边界上温度或换热情况的边界条件。 ①非稳态导热定解条件有两个； ②稳态导热定解条件只有边界条件，无初始条件。 导热问题的常见边界条件可归纳为以下三类 1）规定了边界上的温度值，称为第一类边界条件。对于非稳 态导热，这类边界条件要求给出以下关系式： 0 时 tw f 2）规定了边界上的热流密度值，称为第二类边界条件。对于 非稳态导热， 0 时 ( t )w f2 ( ) n 3）第三类边界条件规定了边界上物体与周围流体间的表面传 t 热系数及周围流体的温度。 ( )w h(tw t f )
传热学讲义第一章—导热理论基础
第一章 导热理论基础
本章重点：准确理解温度场、温度梯度、导热系数等基本概念，准确掌握导热基本定律及导
热问题的基本分析方法。
物质内部导热机理的物理模型：（1）分子热运动；（2）晶格（分子在无限大空间里排列
成周期性点阵）振动形成的声子运动；（3）自由电子运动。
物质内部的导热过程依赖于上述三种机理中的部分项，这几种机理在不同形态的物质中
所起的作用是不同的。
导热理论从宏观研究问题，采用连续介质模型。
第一节 基本概念及傅里叶定律
1-1 导热基本概念
一、温度场(temperature field)
（一）定义：在某一时刻，物体内各点温度分布的总称，称为即为温度场（标量场）。
它是空间坐标和时间坐标的函数。在直角坐标系下，温度场可表示为：
),,,(τz y x f t = （1-1）
（二）分类：
1．从时间坐标分：
① 稳态温度场：不随时间变化的温度场，温度分布与时间无关，
0=∂∂τ
t ，此时，),,(z y x f t =。（如设备正常运行工况） 稳态导热：发生于稳态温度场中的导热。
② 非稳态温度场：随时间而变化的温度场，温度分
布与时间有关，),,,(τz y x f t =。（设备启动和停车过程）
非稳态导热：在非稳态温度场中发生的导热。
2．从空间坐标分： ① 三维温度场：温度与三个坐标有关的温度场，⎩⎨⎧==稳态非稳态)
,,(),,,(z y x f t z y x f t τ ② 二维温度场：温度与二个坐标有关的温度场，⎩⎨⎧==稳态非稳态)
,(),,(y x f t y x f t τ
∆t
t-∆t
传热学1-热工
性(λ、μ、ρ、cp等)以及换热表面的
形状、大小与布置，而且还与流速有密 切的关系。 研究对流换热的基本任务就在于用理 论分析或实验方法具体给出各种场合下 h的计算关系式.
16
表1-1给出了几种对流换热过程表面传 热系数数值的大致范围。
23
表1-1
24
最后应当指出： 傅立叶定律、牛顿冷却公式及斯忒藩·玻
耳兹曼定律对稳态或非稳态过程都是适用 的。 对于非稳态过程，式(1-1)、(1-6)及(1-7) 中的温度当然是瞬时值，而且由于温度不 仅仅是x的函数，式(1-1)中的dt／dx应改 为∂t / ∂x。
25
例题: 一块厚度δ＝50 mm的平扳,两侧表面 分 别维持在 tw1=300℃、tw2=100℃ 试求下列条件下通过单位截面积的导热量：
这里仅指出：金属材料的导热系数最高， 良导电体，如银和铜，也是良导热体；液 体次之；气体最小。
12
2.对流换热
对流是指由于流体的宏观运动，从而流 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。
对流仅能发生在流体中，而且由于流体 中的分子同时在进行着不规则的热运动， 因而对流必然伴随有导热现象。
36
传热系数的大小不仅取决于参与传热过 程的两种流体的种类．还与过程本身有 关(如流速的大小、有无相变等)。
传热学实验报告
传
热
学
实
验
报
告
班级：安全工程（单）0901班
姓名：***
学号：01
第一节稳态平板法测定绝热材料导热系数实验
一、实验目的
1.巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定绝热材料导热系数的试验方法和技能。
2.测定试验材料的导热系数。
3.确定试验材料导热系数与温度的关系。 二、实验原理
导热系数是表征材料导热能力的物理量。对于不同的材料，导热系数是各不相同的，对同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。各种材料的导热系数都用试验方法来测定，如果要分别考虑不同因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种实验设备上进行。稳态平板法是一种应用一维稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定试验，测定材料的导热系数及其和温度的关系。
实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的到热量Q 和平板两面的温差t ∆成正比，和平板的厚度h 成反比，以及和导热系数λ成反比的关系来设计的。
我们知道，通过薄壁平板（壁厚小于十分之一壁长和壁宽）的稳定导热量为：
S t h
Q *∆*=
λ
（1）
其中：Q 为传到平板的热量，w ；
λ为导热系数，w/m ℃；
h 为平板厚度，m ； t ∆为平板两面温差，℃； S 为平板表面积；m 2；
测试时，如果将平板两面温差t ∆、平板厚度h 、垂直热流力向的导热面积S 和通过平板的热流量Q 测定后，就可以根据下式得出导热系数：
S
t h
Q *∆*=
λ （2） 其中：d u T -T t =∆，T u 为平板上测温度，T d 为平板下侧温度，℃；
传热学第四版第一章
第一章
1-1夏天的早晨，一个大学生离开宿舍时的温度为20℃。他希望晚上回到房间时的温度能够低一些，于是早上离开时紧闭门窗，并打开了一个功率为15W 的电风扇，该房间的长、宽、高分别为5m 、3m 、2.5m 。如果该大学生10h 以后回来，试估算房间的平均温度是多少？ 解：因关闭门窗户后，相当于隔绝了房间内外的热交换，但是电风扇要在房间内做工产生热
量：为J 5400003600
1015＝⨯⨯全部被房间的空气吸收而升温，空气在20℃时的比热为：1.005KJ/Kg.K,密度为1.205Kg/m 3,所以89.11005.1205.15.235105400003
=⨯⨯⨯⨯⨯=∆-t
当他回来时房间的温度近似为32℃。
1-2理发吹风器的结构示意图如附图所示，风道的流通面积2
260cm A =，进入吹风器的空气压力kPa p 100=，温度251=t ℃。要求吹风器出口的空气温度472=t ℃，试确定流过
吹风器的空气的质量流量以及吹风器出口的空气平均速度。电加热器的功率为1500W 。 解：
1-3淋浴器的喷头正常工作时的供水量一般为每分钟3
1000cm 。冷水通过电热器从15℃被加热到43℃。试问电热器的加热功率是多少？为了节省能源，有人提出可以将用过后的热水（温度为38℃）送入一个换热器去加热进入淋浴器的冷水。如果该换热器能将冷水加热到27℃，试计算采用余热回收换热器后洗澡15min 可以节省多少能源？ 解：
1-4对于附图所示的两种水平夹层，试分析冷、热表面间热量交换的方式有何不同？如果要通过实验来测定夹层中流体的导热系数，应采用哪一种布置？
《传热学》实验指导书
《传热学》实验指导书
建筑环境与设备工程教研室
实验一强迫对流换热实验
、实验目的
1、了解热工实验的基本方法和特点；
2、学会翅片管束管外放热和阻力的实验研究方法；
3、巩固和运用传热学课堂讲授的基本概念和基本知识；
4、培养学生独立进行科研实验的能力。
二、实验原理
1、翅片管是换热器中常用的一种传热元件，由于扩展了管外传热面积，故可使光管的传热热阻大大下降，特别适用于气体侧换热的场合。
2、空气（气体）横向流过翅片管束时的对流换热系数除了与空气流速及物性有关以外，还与翅片管束的一系列几何因素有关，其无因次函数关系可表示如下：
c H d/ B P t P
N u=f（R e、P r、、——、——、--、——、n）（1）
D o D o D o D o D o
式中：N u= h ©为努谢尔特数;
7
R e= D o *Um= D o *Gm为雷诺数;
Y n
p」=C…' 为普朗特数；
h
H、 & B分别为翅片高度、厚度、和翅片间距；
P t、P|为翅片管的横向管间距和纵向管间距；n为流动方向的管排数；
D o为光管外径，U m、G m为最窄流通截面处的空气流速（m/s）和质量流量
（kg/m s）, 且G m=U m? p入p、卩、Y a为气体的特性值。
此外，换热系数还与管束的排列方式有关，有两种排列方式，顺排和叉排，由于在叉排管束中流体的紊流度较大，故其管外换热系数会高于顺流的情况。
对于特定的翅片管束，其几何因素都是固定不变的，这时，式（ 1 ）可简化为:
N u =f （R e、P r）对于空气，P r数可看作常数，故
传热学知识总结1
传热学知识总结1
传热学知识总结1
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[]W )(∞-=t t hA Φw []
2m W )( f w t t h A
Φq -==
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。
传热学基本知识ppt课件
流体的流动状态（层流或 湍流）对对流换热系数有 显著影响。湍流状态下的 对流换热系数通常比层流 状态下高。
温度梯度越大，对流换热 系数越高。因为较大的温 度梯度会导致流体内部产 生更强烈的密度差异和流 动。
固体壁面的形状、粗糙度 以及表面条件（如氧化、 涂层等）也会影响对流换 热系数。
04
热辐射基本知识
换热器类型及其工作原理
1 2
换热器的分类 按传热原理、结构形式、操作过程等分类。
常见换热器类型及其工作原理 管壳式换热器、板式换热器、热管换热器等。
3
换热器的性能评价 传热系数、压力降、热效率等。
换热器设计方法与优化措施
换热器设计的基本步骤
01
确定设计条件、选择换热器类型、计算传热面积、确定结构尺
到高温热源中释放热量，实现节能和环保。传热学在热泵技术的设计和
应用中起到重要作用。
环境保护领域应用案例
大气污染控制 传热学在大气污染控制设备如脱硫脱硝装置、除尘器等的 设计和运行中起到重要作用，提高污染物的去除效率。
废水处理 废水处理过程中涉及热量的传递和转化，传热学原理在废 水处理设备的设计和优化中起到关键作用，提高废水处理 效率。
02
03
机械工程
研究各种机械设备的热设计、热 分析和热控制，如散热器、冷却 系统、热交换器等。
04
传热学研究方法
传热学第一章 热量传递的基本方式ppt课件
(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；
e 不发生宏观的相对位移； f 纯粹的导热只能发生在密实 的
固体中。
*
太原理工大学
15 / 51
导热过程示意图
Thermal
*
太原理工大学
16 / 51
Thermal
（3）导热的微观机理：热量是靠什么传过去的
• 辐射的辐射能取决于温度的4 次方。
*
太原理工大学
29 / 51
（3）辐射换热的研究方法
Thermal
假设一种理想的物体-黑体，忽略其它因素，只关心
热辐射的共性规律，然后将真实物体的辐射与黑体
辐射进行比较，通过实验获得修正系数，从而获得
真实物体的热辐射规律.
（4）热辐射的基本规律－ Stefan-Boltzman law
Thermal
(1)定义：是指流体的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，对流仅发 生在流体中，且必然伴随有导热发生。（热对流）
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13
间壁式热交换器类型-管壳式（列管式）
管壳式热交换器 结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。 一种流体在管内流动，其行 程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面为传热面。
优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可
选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。
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概述-课程内容
课程内容 第一部分：概述 （4t） 第二部分：测量理论 （8t） 2-1 热流的测量； 2-2 温度的测量； 2-3 流量、速度和压力测量； 2-4 测量误差及不确定度分析。
第三部分：换热器实验（12t） 3-1 试验方法； 3-2 换热器的传热试验； 3-3 数据整理； 3-4 实验传热学试验项目规划与设计 ； 3-5 Labview编程软件编程方法介绍和入门 ； 3-6 西门子可编程软件介绍和入门。 第四部分：实验 （12t） 4-1 制作热电偶，并进行实验标定； 4-2 红外热像仪应用及LED图像采集及分析； 4-3 单项传热性能试验和数据整理。
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University of Shanghai for Байду номын сангаасcience and Technology (USST) , School of Energy and Power Engineering
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概述：什么是实验传热学
实验传热学是讲述在热量传递过程中各参量的测量及试验整理方法 本科学习：传热学-涉及了许多理论计算问题和实际应用问题，但这些 问题由于课时的要求大多数只能对其原理性问题进行理解，而无法进 行深入的试验研究。 研究生学习：针对具体问题进行深入细致的研究。 理论研究可借助于许多计算分析软件来取得结果，模拟出管内外的 流场、温度场。 实验研究对传热分析的角度来说，可分为稳态和非稳态，所谓的稳 态就是在研究域内，当工况处于相对平衡时就称为稳态。而所谓非稳 态，则是在研究域为达到稳定但通过反复试验，又可得出一定的规律 时，即为非稳态。而在传热学实验中，我们又将其称为稳态实验和瞬 态实验。所谓的瞬态实验，就是介质在流动并经过被测换热器时，突 然加一热量，观察换热器的响应情况.
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其他类型热交换器类型-空气冷却器
空 气
翅 片
物料入口
物料出 口
空 气 卧 式 空 冷 器
适用：适用于缺水地区。
缺点：装置比较庞大、占空间多、动力消耗大。
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其他类型热交换器类型-螺旋式换热器
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横掠管束换热实验关联式：
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概述：经典传热学实验关联式
大空间自然对流换热实验关联式：
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概述-主要内容 课程内容与教学安排 主要参考书 什么是实验传热学 经典传热学实验关联式
需要具备的基础知识
热交换器基本知识介绍
传热学基本知识介绍
讨论：本课程在各专业中的应用
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概述：经典传热学实验关联式
管内层流对流换热实验关联式：
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其他类型热交换器类型-热管换热器
优点：传热能力大、应用范围广、结构简单、工作可靠。 适用：尤其适用于某些等温性要求较高的场合。
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CUCD
Review and Forecast on MSW Incineration in China
实验传热学 第一部分：概述
徐洪涛 xu2010.eric@gmail.com htxu@usst.edu.cn 上海理工大学 能源与动力工程学院工程热物理研究所 中国·城市建设研究院
China Urban Construction Design & Research Institute
管束结构
结构示意
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间壁式热交换器类型-管壳式（列管式）
单程概念： 一管程：流体在管内每通过管束一次
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概述：主要参考文献
热交换器原理与设计（第二版）. 史美中, 王中铮. 东南大学出版 社, 2003 热工测量仪表. 高魁明. 化学工业出版社，2002 LabVIEW应用原理 西门子可编程控制器编程技术 ……
优点：传热系数大、结构紧凑、操作灵活性大、 金属材料消耗量低。 缺点：允许操作压力比较低、操作温度不能太高、 处理量不大。
板式换热器的板片和板面波纹形状
板式换热器流向示意图
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其他类型热交换器类型-板式换热器
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其他类型热交换器类型-板翅式 换热器 错逆流
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热交换器的分类-按传递热量方法不同
间壁式：冷、热两流体由金属壁隔开，不直接接触。 直接接触式：冷、热直接混合。 蓄热式
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间壁式热交换器类型-管壳式（列管式）
单管程换热器管、壳程流体流动
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概述：经典传热学实验关联式
管内强制对流换热实验关联式：
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热交换器基本知识介绍
将某种流体的热量以一定传热方式传递给其他流体的设备，称为热 交换器。 热交换器的基本要求：
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概述：经典传热学实验关联式
横掠单管换热：
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概述：经典传热学实验关联式
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间壁式热交换器类型-管壳式（列管式）
管程：一种流体在管内流动
壳程：另一种流体在管外流动
错流
逆流
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其他类型热交换器类型-螺旋式换热器
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一壳程：流体在管外每通过壳体一次
多管程：封头内设置分程隔板 单管程→多管程 多壳程：相当于单壳程串联，传热面积
T1
t2 t1
单管程固定管板换热器
T2
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概述：需要具备的基础知识
《传热学》 《工程热力学》 《热工测量及仪表》 《热交换器原理与设计》
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其他类型热交换器类型-热管换热器
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1）满足工艺过程所提出的要求，热交换强度高，热损失少，在有利的
平均温差下工作。 2）具有与温度和压力条件相适应的工艺结构，制造简单，装修方便，
运行可靠。
3）设备紧凑。 4）流体流动阻力小。
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间壁式热交换器类型-管壳式（列管式）
双管程换热器管、壳程流体流动
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其他类型热交换器类型-板式换热器