工程传热学_基础理论与专题应用(苑中显,陈永昌编著)PPT模板
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传热学第二章(2)精品PPT课件
t2
tf2
三层平壁的稳态导热
1-8
10.10.2020
Department of Thermal Energy Engineering
有内热源时的导热
电机绕组线圈和输电线、电缆的冷却，核电站中核燃料元件的释 热，水泥的固化，微波加热食品以及半透热介质对辐射的吸收 等. 特点：通过有内热源物体中各等温面的热流量不再处处保持相等， 而是从绝热面到边界面具有一种累加的效果.
q(x)V x
Heat and Mass Transfer
1-11
10.10.2020
Department of Thermal Energy Engineering
变导热系数问题
实际工程问题的需要. 材料的导热系数一般随温度呈非线性变化。但只要温度范围不 很大，可以近似视为线性. 通常表示为：
0(1b)t
图2.4 复合平壁导热与等效热网络
• 温度场和热流场很难 继续保持严格的一维;
• 只要并排两种材料的导 热系数相近,仍按一维问 题处理不失为一种合 的假设和简化处理方法.
Heat and Mass Transfer
1-6
10.10.2020
Department of Thermal Energy Engineering
1-7
10.10.2020
Department of Thermal Energy Engineering
多层、第三类边界条件
q
1 h1
tf1 tf 2
n
i1
i i
1 h2
单位：
W m 2
tf1 h1
t2
t3
h2
tf2
传热系数？
传热学PPT学习课件PPT教案
第10页/共66页
气膜冷 却
气膜冷却基本原理是：从高温环境的 壁面上 的孔向 主流引 入二次 气流（ 冷却工 质或射 流）， 这股冷 气流在 主流的 压力和 摩擦力 作用下 向下游 弯曲， 附着在 壁面一 定区域 上，形 成温度 较低的 冷气膜 将壁面 同高温 燃气隔 离，并 带走部 分高温 燃气， 从而对 壁面起 到良好 的冷却 保护作 用。
空气 0.026 W (m C ) （20 C）
第21页/共66页
(6) 一维稳态导热及其导热热阻 如图所示，稳态 q = const，于是积分Fourier定
律有：
q Φ dt
A
dx
定积分
W m 2
t
dx
tw1
dt
Q
tw2
q dx tw2 dt q tw1 tw2 0
。 解：参见前图及一维稳态导热公式有：
第23页/共66页
铜：
q tw1 tw2 375 300 100 1.5106 W m2
0.05
钢： q tw1 tw2 36.4Im 300N a 10o 0g 1e .46105 W m2
0.05
铬砖 ：
q tw1 tw2 2.32 300 100 9.28103 W m2
—— 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。表征对流传热过程强弱的物理量
影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等 强调：表面传热系数与导热系数的区别 a) 单位上的区别 [W/( m K)]～ [W/( m2 K)] b) 表面传热系数不是一个物性参数，它不仅取决于流体
文字表述：在导热现象中， 单位时间内通过给定截面的 热流量，正比于该截面方向 上的温度变化率和截面面积 ，而热量传递的方向则与温 度升高的方向相反。
气膜冷 却
气膜冷却基本原理是：从高温环境的 壁面上 的孔向 主流引 入二次 气流（ 冷却工 质或射 流）， 这股冷 气流在 主流的 压力和 摩擦力 作用下 向下游 弯曲， 附着在 壁面一 定区域 上，形 成温度 较低的 冷气膜 将壁面 同高温 燃气隔 离，并 带走部 分高温 燃气， 从而对 壁面起 到良好 的冷却 保护作 用。
空气 0.026 W (m C ) （20 C）
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(6) 一维稳态导热及其导热热阻 如图所示，稳态 q = const，于是积分Fourier定
律有：
q Φ dt
A
dx
定积分
W m 2
t
dx
tw1
dt
Q
tw2
q dx tw2 dt q tw1 tw2 0
。 解：参见前图及一维稳态导热公式有：
第23页/共66页
铜：
q tw1 tw2 375 300 100 1.5106 W m2
0.05
钢： q tw1 tw2 36.4Im 300N a 10o 0g 1e .46105 W m2
0.05
铬砖 ：
q tw1 tw2 2.32 300 100 9.28103 W m2
—— 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。表征对流传热过程强弱的物理量
影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等 强调：表面传热系数与导热系数的区别 a) 单位上的区别 [W/( m K)]～ [W/( m2 K)] b) 表面传热系数不是一个物性参数，它不仅取决于流体
文字表述：在导热现象中， 单位时间内通过给定截面的 热流量，正比于该截面方向 上的温度变化率和截面面积 ，而热量传递的方向则与温 度升高的方向相反。
1传热学 第一章课件
热工理论基础 传热学部分
尹水娥
专业：热能工程 E-mail: yinshuie@ Office ：7522641
教材
《传热学》，戴锅生著，第二版
学时
总学时：24，讲课：22，实验：2
参考资料：《传热学》，杨世铭、陶文铨编著，第四版 《传热学重点难点及典型题精解》，王秋旺，西安交大出版社
W (m 2 K)
h1 , tf1
h2 , tf2
3. 通过平壁传热过程的分析
该 传热过程包含串 列着 的三 个环节 ，（1 ）高温 流体侧 的对流 换热； （2） 通 过壁面 的导热 ；（3 ）低温 流体侧 的对流 换热。
Φ = A h1 ( t f 1 w 1 ) t Φ= A ( t w1 w2) t Φ / h1 = A ( t f 1 w 1 ) t Φ / = A( t w1 w2) t Φ / h2 = A ( t w 2 f 2 ) t
影响h因素：流动原因、流动状态、流体物性、有 无相变、壁面 形状大小等 流动原因：强制>自然对流 相变：有相变>无相变 介质：水 >空气
记住一些换热系数的数量级
例 题 ：一 室 内 暖气 片 的 散 热 面 积 为 3m2， 表 面 温 度为 tw = 50℃，和 温度为20℃的 室内 空气之间自然对流换 热的表面传热系数为 h = 4 W/(m2· K)。试问该暖气 片 相当于多大功率的电暖气? 解： 暖气片和室 内空气之间是 稳态的自然对流换热 Q= Ah(tw – tf) = 3m2×4 W/(m2· K)× (50-20)K = 360W = 0.36 kW 即相当于功率为 0.36kW的电暖气 。
3.计算：斯蒂芬-玻尔兹曼定律
尹水娥
专业：热能工程 E-mail: yinshuie@ Office ：7522641
教材
《传热学》，戴锅生著，第二版
学时
总学时：24，讲课：22，实验：2
参考资料：《传热学》，杨世铭、陶文铨编著，第四版 《传热学重点难点及典型题精解》，王秋旺，西安交大出版社
W (m 2 K)
h1 , tf1
h2 , tf2
3. 通过平壁传热过程的分析
该 传热过程包含串 列着 的三 个环节 ，（1 ）高温 流体侧 的对流 换热； （2） 通 过壁面 的导热 ；（3 ）低温 流体侧 的对流 换热。
Φ = A h1 ( t f 1 w 1 ) t Φ= A ( t w1 w2) t Φ / h1 = A ( t f 1 w 1 ) t Φ / = A( t w1 w2) t Φ / h2 = A ( t w 2 f 2 ) t
影响h因素：流动原因、流动状态、流体物性、有 无相变、壁面 形状大小等 流动原因：强制>自然对流 相变：有相变>无相变 介质：水 >空气
记住一些换热系数的数量级
例 题 ：一 室 内 暖气 片 的 散 热 面 积 为 3m2， 表 面 温 度为 tw = 50℃，和 温度为20℃的 室内 空气之间自然对流换 热的表面传热系数为 h = 4 W/(m2· K)。试问该暖气 片 相当于多大功率的电暖气? 解： 暖气片和室 内空气之间是 稳态的自然对流换热 Q= Ah(tw – tf) = 3m2×4 W/(m2· K)× (50-20)K = 360W = 0.36 kW 即相当于功率为 0.36kW的电暖气 。
3.计算：斯蒂芬-玻尔兹曼定律
传热学-第一章 绪论PPTPPT幻灯片
• 工程热力学：研究能量转换的规律以及热能的性质
• 传热学：研究热量传递规律的一门科学， 热量传递的机理、规律、计算和测试方法
• 燃烧学：研究燃烧现象和燃烧机理
• 制冷与低温：用人工的方法在一定时间和一定空 间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度 以下或很低的温度并保持该温度
授课计划 （48学时）
说明：只研究导热现象的宏观规律。
4 、导热的基本规律
1 ）傅立叶定律 （ 1822年，法国数学家Fourier）
如左图所示的两个表面分别维持均 匀恒定温度的平板，是个一维导热 问题。对于x方向上任意一个厚度为 的微元层来说，根据傅里叶定律， 单位时间内通过该层的导热热量与 当地的温度变化率及平板面积A成正 比，即
第一章 绪论（4学时） 第二章 导热基本定律及稳态导热（8学时） 第三章 非稳态导热（6学时） 第四章 导热数值解法基础（2学时） 第五章 单相流体对流换热（8学时） 第六章 凝结与沸腾换热（2学时） 第七章 热辐射基本定律及物体的辐射特性（4学时） 第八章 辐射换热计算（6学时） 第九章 传热过程分析与换热器计算（8学时） 成绩权重：考试 70%，作业30％。
c 北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃， 以利于保温。如何解释其道理？越厚越好？
d 为什么下雪不冷、化雪冷？
为什么水壶的提把要包上橡胶？
不同材质的汤匙放入热水中，哪个黄油 融解更快？
生产技术领域大量存在传热问题
a 航空航天：高温叶片气膜冷却与发汗冷 却；火箭推力室的再生冷却与发汗冷却； 卫星与空间站热控制；空间飞行器重返大 气层冷却；超高音速飞行器（Ma=10）冷却； 核热火箭、电火箭；微型火箭（电火箭、 化学火箭）；太阳能高空无人飞机
❖ 自然界与生产过程到处存在温差—传热很普遍
• 传热学：研究热量传递规律的一门科学， 热量传递的机理、规律、计算和测试方法
• 燃烧学：研究燃烧现象和燃烧机理
• 制冷与低温：用人工的方法在一定时间和一定空 间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度 以下或很低的温度并保持该温度
授课计划 （48学时）
说明：只研究导热现象的宏观规律。
4 、导热的基本规律
1 ）傅立叶定律 （ 1822年，法国数学家Fourier）
如左图所示的两个表面分别维持均 匀恒定温度的平板，是个一维导热 问题。对于x方向上任意一个厚度为 的微元层来说，根据傅里叶定律， 单位时间内通过该层的导热热量与 当地的温度变化率及平板面积A成正 比，即
第一章 绪论（4学时） 第二章 导热基本定律及稳态导热（8学时） 第三章 非稳态导热（6学时） 第四章 导热数值解法基础（2学时） 第五章 单相流体对流换热（8学时） 第六章 凝结与沸腾换热（2学时） 第七章 热辐射基本定律及物体的辐射特性（4学时） 第八章 辐射换热计算（6学时） 第九章 传热过程分析与换热器计算（8学时） 成绩权重：考试 70%，作业30％。
c 北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃， 以利于保温。如何解释其道理？越厚越好？
d 为什么下雪不冷、化雪冷？
为什么水壶的提把要包上橡胶？
不同材质的汤匙放入热水中，哪个黄油 融解更快？
生产技术领域大量存在传热问题
a 航空航天：高温叶片气膜冷却与发汗冷 却；火箭推力室的再生冷却与发汗冷却； 卫星与空间站热控制；空间飞行器重返大 气层冷却；超高音速飞行器（Ma=10）冷却； 核热火箭、电火箭；微型火箭（电火箭、 化学火箭）；太阳能高空无人飞机
❖ 自然界与生产过程到处存在温差—传热很普遍
传热学课件课件(多应用版)
传热学课件引言传热学是研究热量传递规律的学科，是工程热力学和流体力学的重要分支。
在实际工程应用中，传热问题无处不在，如能源转换、化工生产、建筑环境等领域。
因此，掌握传热学的基本原理和方法，对于工程技术人员来说具有重要意义。
本文将简要介绍传热学的基本概念、原理和方法，并探讨其在工程实际中的应用。
一、传热学基本概念1.热量传递方式热量传递方式主要包括三种：导热、对流和辐射。
（1）导热：热量通过固体、液体或气体的分子碰撞传递，其传递速率与物体的导热系数、温度差和物体厚度有关。
（2）对流：热量通过流体的宏观运动传递，其传递速率与流体的流速、密度、比热容和温度差有关。
（3）辐射：热量以电磁波的形式传递，其传递速率与物体表面的温度、发射率和距离有关。
2.传热方程传热方程是描述热量传递规律的数学表达式，主要包括傅里叶定律、牛顿冷却公式和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
（1）傅里叶定律：描述导热过程中热量传递的规律，公式为Q=-kA(dT/dx)，其中Q表示热量传递速率，k表示导热系数，A表示传热面积，dT/dx表示温度梯度。
（2）牛顿冷却公式：描述对流过程中热量传递的规律，公式为Q=hA(TwTf)，其中Q表示热量传递速率，h表示对流换热系数，Tw 表示固体表面温度，Tf表示流体温度。
（3）斯蒂芬-玻尔兹曼定律：描述辐射过程中热量传递的规律，公式为Q=εσA(T^4T^4)，其中Q表示热量传递速率，ε表示发射率，σ表示斯蒂芬-玻尔兹曼常数，T表示物体表面温度。
二、传热学原理和方法1.传热问题的分类传热问题可分为稳态传热和非稳态传热两大类。
（1）稳态传热：系统内各部分温度不随时间变化，热量传递速率恒定。
（2）非稳态传热：系统内各部分温度随时间变化，热量传递速率随时间变化。
2.传热分析方法（1）解析法：通过对传热方程的求解，得到温度分布和热量传递速率。
适用于简单几何形状和边界条件的问题。
（2）数值法：采用数值离散化方法求解传热方程，适用于复杂几何形状和边界条件的问题。
工程传热学第二章稳态导热PPT课件
dΦy+dydΦyy( yt)dxdydz
31
沿x轴方向、经x+dx表面导出的热量：
qxdxqx+qxxdx+2xq2x d2x！ 2+
qxdx
qx
qx x
dx
dΦx+dx
qx+dxdydz
(qx
qx x
dx)dydz
qxdydz
qx x
dxdydz
dΦx
x
(
t )dxdydz x
32
因此：
dΦ x+dxdΦ x x( x t)dxdydz
下，0.0257 W/(m﹒K) )
27
一般把导热系数仅 仅视为温度的函数， 而且在一定温度范围 还可以用一种线性关 系来描述。
0(1bT)
28
6.导热微分方程
应用能量守恒定律与傅里叶定律， 可建立导热微分方程式。
假设：
1) 所研究的物体是各向同性的连续介
质；
2) 物体内部具有内热源，内热源强度
qgradtt n
n
22
进一步表示为，
qt（ titjtk）
x y z
热流密度在x, y, z 方向的投影的大小 分别为：
qx x t; qy y t; qz z t
热流密度是矢量，有方向。 23
5.导热系数
1）导热系数的定义式由下式
给出：
t1
- q
gradt
t2
x
导热系数在数值上等于单位温度 梯度时的热流密度的模(大小)。
FF22逆断层
孙孙氏氏店店正正断层断层
龙固背斜
46.5 47.8
49
50.3 51.5
31
沿x轴方向、经x+dx表面导出的热量：
qxdxqx+qxxdx+2xq2x d2x！ 2+
qxdx
qx
qx x
dx
dΦx+dx
qx+dxdydz
(qx
qx x
dx)dydz
qxdydz
qx x
dxdydz
dΦx
x
(
t )dxdydz x
32
因此：
dΦ x+dxdΦ x x( x t)dxdydz
下，0.0257 W/(m﹒K) )
27
一般把导热系数仅 仅视为温度的函数， 而且在一定温度范围 还可以用一种线性关 系来描述。
0(1bT)
28
6.导热微分方程
应用能量守恒定律与傅里叶定律， 可建立导热微分方程式。
假设：
1) 所研究的物体是各向同性的连续介
质；
2) 物体内部具有内热源，内热源强度
qgradtt n
n
22
进一步表示为，
qt（ titjtk）
x y z
热流密度在x, y, z 方向的投影的大小 分别为：
qx x t; qy y t; qz z t
热流密度是矢量，有方向。 23
5.导热系数
1）导热系数的定义式由下式
给出：
t1
- q
gradt
t2
x
导热系数在数值上等于单位温度 梯度时的热流密度的模(大小)。
FF22逆断层
孙孙氏氏店店正正断层断层
龙固背斜
46.5 47.8
49
50.3 51.5
传热学-教学ppt_L01-绪论
Φ是不同的
Φ = (ε )AσT 4
黑度，发射率 ε=1, 绝对黑体 同温度下，具有最大吸收和辐射能量的物体。
机械工程学院 35
辐射换热量
Φ1’ Φ1
净(交换)辐射热量 = 吸收的辐射热量 - 发射出去的辐射热量
机械工程学院 36
裂解炉/管式反应器
1
裂解温度：ca 850 ℃
顶顶顶顶
ca 1150 ℃ >1500 ℃
底部烧嘴 侧壁烧嘴
机械工程学院 37
Homework
1
回顾生产实习过程，有哪些你所参观的工艺 过程涉及到”显著”的热量传递过程；
2
参考下列文献，画出油气井采出液集输过程 的处理工艺和主要设备，并说明哪些工艺过 程涉及到热量传递。(参考文献电子版可到ftp下载)
宫敬, 翁维珑, 吴明胜. 油气集输与储运系统(第二版)[M]. 北京：中 国石化出版社. 2006. p.7 图1-1
• 自然世界由系列"现象"组成，不同的现象构 成了物理世界。 • 把某些类似现象归结为同一类研究内容或 分类内容，就构成了物理学科。 • 世界本质是 “物理”的。
机械工程学院 7
2. 大学物理中的热科学
第十二章 气体动理论
12-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律 一、气体的物态参量 ; 二、平衡态; 三、理想气体物态方程; 四、热力学第零定律 12-2 物质的微观模型 统计规律性 一、分子的线度和分子力; 二、分子热运动的无序性及统计规律性 12-3 理想气体的压强公式 一、理想气体的微观模型; 二、理想气体的压强公式 12-4 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 12-5 能量均分定理 理想气体内能 一、自由度; 二、能量均分定理; 三、理想气体的内能 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律 一、测定气体分子速率分布的实验; 二、麦克斯韦气体分子速率分布定律; 三、三种统计速率 四、关于气体逃逸地球大气层问题和对克劳修斯的质疑 12-7 玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式 一、玻耳兹曼能量分布律; 二、重力场中的等温气压公式 12-8 分子平均碰撞次数和平均自由程 12-9 气体的迁移现象 一、粘滞现象; 二、 机械工程学院 12-10 实际气体的范德瓦耳斯方程
Φ = (ε )AσT 4
黑度，发射率 ε=1, 绝对黑体 同温度下，具有最大吸收和辐射能量的物体。
机械工程学院 35
辐射换热量
Φ1’ Φ1
净(交换)辐射热量 = 吸收的辐射热量 - 发射出去的辐射热量
机械工程学院 36
裂解炉/管式反应器
1
裂解温度：ca 850 ℃
顶顶顶顶
ca 1150 ℃ >1500 ℃
底部烧嘴 侧壁烧嘴
机械工程学院 37
Homework
1
回顾生产实习过程，有哪些你所参观的工艺 过程涉及到”显著”的热量传递过程；
2
参考下列文献，画出油气井采出液集输过程 的处理工艺和主要设备，并说明哪些工艺过 程涉及到热量传递。(参考文献电子版可到ftp下载)
宫敬, 翁维珑, 吴明胜. 油气集输与储运系统(第二版)[M]. 北京：中 国石化出版社. 2006. p.7 图1-1
• 自然世界由系列"现象"组成，不同的现象构 成了物理世界。 • 把某些类似现象归结为同一类研究内容或 分类内容，就构成了物理学科。 • 世界本质是 “物理”的。
机械工程学院 7
2. 大学物理中的热科学
第十二章 气体动理论
12-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律 一、气体的物态参量 ; 二、平衡态; 三、理想气体物态方程; 四、热力学第零定律 12-2 物质的微观模型 统计规律性 一、分子的线度和分子力; 二、分子热运动的无序性及统计规律性 12-3 理想气体的压强公式 一、理想气体的微观模型; 二、理想气体的压强公式 12-4 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 12-5 能量均分定理 理想气体内能 一、自由度; 二、能量均分定理; 三、理想气体的内能 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律 一、测定气体分子速率分布的实验; 二、麦克斯韦气体分子速率分布定律; 三、三种统计速率 四、关于气体逃逸地球大气层问题和对克劳修斯的质疑 12-7 玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式 一、玻耳兹曼能量分布律; 二、重力场中的等温气压公式 12-8 分子平均碰撞次数和平均自由程 12-9 气体的迁移现象 一、粘滞现象; 二、 机械工程学院 12-10 实际气体的范德瓦耳斯方程
(完整PPT)传热学
(完整PPT)传热学contents •传热学基本概念与原理•导热现象与规律•对流换热原理及应用•辐射换热基础与特性•传热过程数值计算方法•传热学实验技术与设备•传热学在工程领域应用案例目录01传热学基本概念与原理03热辐射通过电磁波传递热量的方式，不需要介质，可在真空中传播。
01热传导物体内部或两个直接接触物体之间的热量传递，由温度梯度驱动。
02热对流流体中由于温度差异引起的热量传递，包括自然对流和强制对流。
热量传递方式传热过程及机理稳态传热系统内的温度分布不随时间变化，热量传递速率保持恒定。
非稳态传热系统内的温度分布随时间变化，热量传递速率也随时间变化。
传热机理包括导热、对流和辐射三种基本传热方式的单独作用或相互耦合作用。
生物医学工程研究生物体内的热量传递和温度调节机制，为医学诊断和治疗提供理论支持。
解决高速飞行时的高温问题，保证航空航天器的安全运行。
机械工程用于优化机械设备的散热设计，提高设备运行效率和可靠性。
能源工程用于提高能源利用效率和开发新能源技术，如太阳能、地热能等。
建筑工程在建筑设计中考虑保温、隔热和通风等因素，提高建筑能效。
传热学应用领域02导热现象与规律导热基本概念及定律导热定义物体内部或物体之间由于温度差异引起的热量传递现象。
热流密度单位时间内通过单位面积的热流量，表示热量传递的强度和方向。
热传导定律描述导热过程中热流密度与温度梯度之间关系的定律，即傅里叶定律。
导热系数影响因素材料性质不同材料的导热系数差异较大，如金属通常具有较高的导热系数，而绝缘材料则具有较低的导热系数。
温度温度对导热系数的影响因材料而异，一般情况下，随着温度的升高，导热系数会增加。
压力对于某些材料，如气体，压力的变化会对导热系数产生显著影响。
稳态与非稳态导热过程稳态导热物体内部各点温度不随时间变化而变化的导热过程。
在稳态导热过程中，热流密度和温度分布保持恒定。
非稳态导热物体内部各点温度随时间变化而变化的导热过程。
2024年度传热学基本知识ppt课件
灰体辐射
灰体是指能够吸收所有波长的辐射能 ，但吸收率小于1的物体。灰体辐射 除了与温度有关外，还与灰体的发射 率有关。
17
辐射换热计算方法
斯忒藩-玻尔兹曼定律
基尔霍夫定律
用于计算黑体辐射的总能量，公式为 E=σT^4，其中σ为斯忒藩-玻尔兹曼 常数，T为黑体的热力学温度。
用于计算灰体的发射率与吸收率之间 的关系，公式为ε=α，其中ε为发射率 ，α为吸收率。
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。
14
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
25
热流密度测量技术
热流计法
通过测量热流计两端的温 差和通过的热量来计算热 流密度。
2024/3/23
热阻法
在已知热阻的情况下，通 过测量物体两端的温差来 计算热流密度。
热电偶法
利用热电偶测量物体表面 的温度梯度，从而计算得 到热流密度。
26
07
传热学在工程领域应用案例
2024/3/23
27
航空航天领域应用案例
2024/3/23
13
对流换热系数及其影响因素
对流换热系数定义
流体物性
流动状态
温度梯度
固体壁面条件
对流换热系数是描述热 对流过程中热量传递速 率的重要参数。它表示 单位时间内、单位面积 上流体与固体壁面之间 传递的热量与两者温差 之比。
2024/3/23
流体的密度、粘度、导 热系数等物性参数会影 响对流换热系数。一般 来说，密度和导热系数 较大的流体具有更高的 对流换热系数。
灰体是指能够吸收所有波长的辐射能 ，但吸收率小于1的物体。灰体辐射 除了与温度有关外，还与灰体的发射 率有关。
17
辐射换热计算方法
斯忒藩-玻尔兹曼定律
基尔霍夫定律
用于计算黑体辐射的总能量，公式为 E=σT^4，其中σ为斯忒藩-玻尔兹曼 常数，T为黑体的热力学温度。
用于计算灰体的发射率与吸收率之间 的关系，公式为ε=α，其中ε为发射率 ，α为吸收率。
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。
14
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
25
热流密度测量技术
热流计法
通过测量热流计两端的温 差和通过的热量来计算热 流密度。
2024/3/23
热阻法
在已知热阻的情况下，通 过测量物体两端的温差来 计算热流密度。
热电偶法
利用热电偶测量物体表面 的温度梯度，从而计算得 到热流密度。
26
07
传热学在工程领域应用案例
2024/3/23
27
航空航天领域应用案例
2024/3/23
13
对流换热系数及其影响因素
对流换热系数定义
流体物性
流动状态
温度梯度
固体壁面条件
对流换热系数是描述热 对流过程中热量传递速 率的重要参数。它表示 单位时间内、单位面积 上流体与固体壁面之间 传递的热量与两者温差 之比。
2024/3/23
流体的密度、粘度、导 热系数等物性参数会影 响对流换热系数。一般 来说，密度和导热系数 较大的流体具有更高的 对流换热系数。
传热学课件
18
传热学的重要地位
传热学是能源、动力、化工、机械、电子、 土木等学科的主干技术基础课
传热学与流体力学、工程热力学并称能源动 力类专业的三大支柱
2021/5/12
19
2 传热学的基本任务
① 求解温度分布 ② 计算热量传递的速率
热力学 + 传热学=热科学(Thermal Science)
系统从一个平 关心的是热
与分析解相比，数值解的结果是离散而不是连续的。数值 解的准确性不仅取决于所获得的数学描写的正确合理性， 而且还取决于所采用的计算方法的有效性。
2021/5/12
31
坦克与周围环境的换热模拟
2021/5/12
32
厨房内部气体传热流动模拟
1
2
3
4
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33
牛与周围空气传热流动模拟
2021/5/12
2021/5/12
7
动物的大衣
2021/5/12
8
可怜的冷血動物
2021/5/12
9
传统工业
2021/5/12
10
2021/5/12
11
2021/5/12
12
2021/5/12
13
高新技术
2021/5/12
14
20பைடு நூலகம்1/5/12
15
2021/5/12
16
2021/5/12
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传热学 Heat Transfer
2021/5/12
1
第一章 绪 论
§1-1 传热学概述 §1-2 热量传递的基本方式 §1-3 传热过程与传热系数
2021/5/12
传热学全套课程教学课件
dx
0时，说明热量沿 x 增加的方向传递。 （3）导热系数 λ 表征材料导热性能优劣的参
数，是一种物性参数，单位： w/m.k 。
二、热对流
1 、基本概念
1) 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 掺混所引起的热能传递过程。 热对流仅发生在流体中，对流的同时必伴随 有导热现象,因为流体分子同时在进行着不规 则的热运动。
几个特殊领域中的具体应用 a 航空航天：空间飞行器重返大气层冷却； 超高音速飞行器（Ma=10）冷却。
火箭升空
在航空航天领域,航天飞机表面材料要求绝热良好；卫星上装 有的太阳能吸收装置能提供卫星工作所需的部分能量。
b 微电子： 电子芯片冷却
电子器件
电脑内,必须加强诸多芯 片的散热
CPU芯片
电脑主板
芯片内空气流动换热示意图
c 制冷：跨临界二氧化碳汽车空调 d 新能源：太阳能
§1-2 热量传递的三种基本方式
热能传递三种方式： 热传导、热对流与热辐射
一、导热（热传导）
1 、概念 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导热。 如：固体与固体之间及固体内部的热量传递。
日常生活
太阳能集热器
家用散热片 是传热学的最简单运用
建筑上,利用空气导 热系数小的特点, 制成的空心砖具有 良好的保温效果。
空心砖
Байду номын сангаас实心砖
天气环境
环境科学家估计:如果全球大气平均温度升高5-6 度，目前南北极地区的冰雪将融化，地球上绝大 部分陆地将被淹没。
温室效应: 大气中的二氧化碳含量增加,近地表大气层起着温室 玻璃的作用,太阳光可以射到温室，但热量很难发射 出去,这样使得地球的温度升高。
0时，说明热量沿 x 增加的方向传递。 （3）导热系数 λ 表征材料导热性能优劣的参
数，是一种物性参数，单位： w/m.k 。
二、热对流
1 、基本概念
1) 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 掺混所引起的热能传递过程。 热对流仅发生在流体中，对流的同时必伴随 有导热现象,因为流体分子同时在进行着不规 则的热运动。
几个特殊领域中的具体应用 a 航空航天：空间飞行器重返大气层冷却； 超高音速飞行器（Ma=10）冷却。
火箭升空
在航空航天领域,航天飞机表面材料要求绝热良好；卫星上装 有的太阳能吸收装置能提供卫星工作所需的部分能量。
b 微电子： 电子芯片冷却
电子器件
电脑内,必须加强诸多芯 片的散热
CPU芯片
电脑主板
芯片内空气流动换热示意图
c 制冷：跨临界二氧化碳汽车空调 d 新能源：太阳能
§1-2 热量传递的三种基本方式
热能传递三种方式： 热传导、热对流与热辐射
一、导热（热传导）
1 、概念 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导热。 如：固体与固体之间及固体内部的热量传递。
日常生活
太阳能集热器
家用散热片 是传热学的最简单运用
建筑上,利用空气导 热系数小的特点, 制成的空心砖具有 良好的保温效果。
空心砖
Байду номын сангаас实心砖
天气环境
环境科学家估计:如果全球大气平均温度升高5-6 度，目前南北极地区的冰雪将融化，地球上绝大 部分陆地将被淹没。
温室效应: 大气中的二氧化碳含量增加,近地表大气层起着温室 玻璃的作用,太阳光可以射到温室，但热量很难发射 出去,这样使得地球的温度升高。
《工学传热学》课件
辐射
通过电磁波传播热能，例如太 阳辐射。
传热的应用和案例分析
1
传热在建筑中的应用
了解建筑中的热传递和隔热技术，并分析实际建筑的传热效果。
2
传热在工程中的应用
探索工程领域中的传热现象，如热交换器和锅炉系统。
3
传热案例分析
分析实际案例，如传热系统故障和优化改进。热过程中的优化技术，以 提高传热效率和节能。
《工学传热学》PPT课件
这个《工学传热学》PPT课件将带领大家深入了解传热学的基本概念、机制和 应用，以及优化和改进传热过程的方法和技术。
课程介绍
课程目标
掌握传热学的基本概念和方程，理解传热的机制和特性。
课程内容
传热的三种方式、传热在建筑和工程中的应用，传热器设计改进等。
学习重点
深入理解传热机制，学会应用传热理论解决实际问题。
传热的基本概念
1 传热的定义
传热是热量从高温物体传递到低温物体的过程。
2 传热的三种方式
传导、对流和辐射是热量传递的基本方式。
3 传热的基本方程
能量守恒和热传导定律是描述传热过程的基本方程。
传热的机制和特性
导热
物质内部的能量传递，例如金 属导热。
对流
流体内部或与固体表面的能量 传递，例如液体对流。
传热器的设计改进
讨论传热器设计的最新进展和改 进策略。
传热技术的发展趋势
展望传热技术的未来发展方向和 应用前景。
工程传热学(课时1)pptx
A dt
dx
A tw1 tw2
Φ为单位时间通过大平板的导热量，也称热流量，W； λ为平板材料一个物性参数，称为热导率或导热系数，W/m.℃； δ为平板的厚度，m A为平板面积，m2 tw1、tw2分别为平板两侧表面的温度，℃
1、热传导（导热）
❖二、导热量的计算
对于单位表面积有： q / A tw1 tw2
对单位面积壁面：q ht
2、热对流和对流传热
工程上常见的对流传热过程表面传热系数的范围表。
对流传热表面传热系数的大致数值范围
过程
h/[W/(㎡·K)]
自然对流： 空气 水
1~10 200~1 000
强制对流： 气体
高压水蒸气 水
20~100 500~35 000 1 000~1 500
水的相变换热： 沸腾
铬砖 硅藻土砖
q 2.32W / (m K) 300 C 100 C 9.28103 W / m2 0.05m
q 0.242W / (m K) 300 C 100 C 9.68102 W / m2 0.05m
❖ 由计算可见，由于铜与硅藻土砖导热系数的巨大差别，导致在相同的条件下 通过铜板的导热量比通过硅藻土砖的导热量约大3个数量级。因此，铜是热的良 导体，而硅藻土砖则可起到一定的隔热作用。
2、热对流和对流传热
❖一、定义及特点 热对流：指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、
热流体由于相互掺混所导致的热量传递过程。热对流仅能发生在流体中。
对流传热：运动的流体与温度不相同的固体表面之间发生的热量传递过程
❖ 根据引起流体流动的原因，对流传热分为强制对流传热和自然对流传热两大类. ❖
蒸汽凝结
传热应用与分析-第一章 绪论PPT课件
CPU 热管散热器
热管理论上的导热系数优势转化到散热器设计方面，可以大幅 减轻重量、更为灵活的散热区域调整。如通过热管将CPU热量传递到 稍远且不在同一平面上的机箱背部散热片处，由机箱风扇负责将热量 带走，成功减少整机风扇数量，使机箱内部空气更加合理顺畅。
CPU 散热器
热管换热器 （相变）
思考
思考
(1) 在传热学基础知识学习中，你已掌握了哪些物理 问题的数学建模方法？ (2) 针对不同的传热问题，如何选择合理、简单的控 制体？ (3) 在数学建模中，控制体的能量平衡需要考虑哪些 方面？
运用能量守恒和基本传热定律建立合理的 数学模型
建立数学模型是用数学的手段解决传热学问题的关键。 具体的传热问题的质量、动量或能量守恒关系的数学模型建 立与控制体的选取密不可分。针对不同传热问题，控制体的 形式有所区别，可以是微元控制体、也可以是有限控制体。
控制体能量平衡分析
进入和离开控制体的导热热流量分别为 Qx 和 Qxdx
Qx
A dT
dx
QC
控制体周边表面的对流换热热流量为
QC h(T Tf )dAS
能量平衡（稳态、无内热源）
d A dT h dAS
dx dx dx
T Tf
0
控制体能量平衡分析
d A dT h dAS
课程考核形式与要求：
成绩评定： 平时成绩（考勤、大作业）占总成绩
30%；考试占总成绩70%
考核形式：不停课、闭卷考试
引言
传热应用与分析和传热学的联系与区别？ 《传热应用与分析》学习的意义？
由于在自然界以及各种工程领域中无处不存在温差，因而 无处不存在热量传递现象；使得传热学与工业生产和日常生 活的关系特别密切。
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0 1
5.1概述
0 4
5.4凝固和熔 解传热
0 2
5.2沸腾传热
0 5
5.5萘升华及 其传热应用
0 3
5.3凝结传热
0 6
5.6蓄热技术 简介
第5章相变传热与 蓄热
参考文献
第5章相变传热 与蓄热
5.2沸腾传热
1 5.2.1沸腾 工况
3 5.2.3池内 沸腾
5 5.2.5流动 沸腾
2 5.2.2沸腾 成核理论
3.1黑体辐射
3.1.1黑体的基本特 性
1
3.1.5黑体辐射的最大
光谱强度的波长——
5
wien位移定律
3.1.4黑体辐射的光
谱分布——planck
4
定律
3.1.2黑体总辐射
2
力——stefan-
boltzmann定律
3.1.3黑体的方向辐
3
射力——lambert
余弦定律
第3章辐射传热分析与计算
3.2非黑表面辐射性质的定义
面热流密度
第5章相变 传热与蓄热
5.5萘升华及其传热应 用
5.5.1萘的物 理性质
5.5.2用萘升华 模拟对流传热的
实验原理
5.5.3几个相 关问题的讨论
第5章相变传热与蓄热
5.6蓄热技术简介
5.6.1显 热蓄热
5.6.2相 变蓄热
5.6.3冰 蓄冷技术
08 第6章航天器热控制基础
第6章航天器 热控制基础
06
6.6空间热 辐射器
01
6.1航天器 热控制概述
05
6.5主动热 控技术
02
6.2空间热 环境
04
6.4被动热 控技术
03
6.3航天器 热分析计算
第6章航天器热控 制基础
参考文献
第6章航天器热控制基础
6.1航天器热控制概述
6.1.1航天器的 分类
6.1.3航天器热 控制内容
6.1.2航天器轨 道
第3章辐射传 热分析与计算
3.4由漫-灰表面构成的封闭腔内 的辐射换热
a
3.4.1由有限大面 积构成的封闭腔
3.4.2由无限小面 积构成的封闭腔
b
06 第4章建筑环境传热
第4章建筑环境传热
4.1建筑环境参数 4.2建筑稳态传热 4.3建筑瞬态传热 4.4建筑节能技术概述 参考文献
第4章建筑环境传热
4.1建筑环境参数
4.1.1室内 参数
1
4.1.2室外 参数
2
第4章建筑环境传热
4.2建筑稳态传热
4.2.1维护结构 的导热
4.2.3门窗缝隙 冷风渗透耗热量
4.2.2附加耗热 量
4.2.4室内外对 流换热系数
第4章建筑环境传热
4.3建筑瞬态传热
a
4.3.1土壤 内的温度
波动
b
4.3.2墙体 的温度波
01
3.2.1 发射 率
02
3.2.2 吸收 率
03
3.2.3 反射 率
04
3.2.4反射率、 吸收率和发 射率之间的 关系
第3章辐射传热 分析与计算
3.3温度均匀的黑体表面间的辐射 换热
3.3.1两个微元 黑表面间的辐
射换热
01
3.3.3由宏 观 黑 表 面 构 03 成的封闭腔 内的辐射换
热
02 3 . 3 . 2 角 系 数及其计算 方法
2.1.4紊流 换热方程
4
第2章对流换热分析
2.2边界层方程
2.2.1二维直角 坐标下的层流边
界层方程
2.2.2边界层方 程的数学和物理
性质
2.2.3圆管内 的边界层方程
第2章对流换 热分析
2.3非耦合外部层流边界层换 热
2.3.2纵向绕 流楔形物体 换热
2.3.1纵向绕 流平壁换热
2.3.3轴对称 流动滞止区 域换热
1.2.4乘积解
第1章热传导理论分析
1.3格林函数法
03
1.3.3格林函数法在
直角坐标系中的应
用
02
1.3.2格林函数的确
定
01
1.3.1求解非齐次非 稳态热分析
1.4杜哈美尔定理法
1.4.1杜哈 美尔定理的 表述
1.4.2杜哈 美尔定理的 应用
04 第2章对流换热分析
动
c
4.3.3蓄热 系数与热 惰性指标
d
4.3.4夏季 空调负荷 计算简介
第4章建筑环境传热
4.4建筑节能技术概述
0 1
4.4.1保温隔热
技术
0 2
4.4.2热泵技术
0 3
4.4.3蓄冷技术
0 4
4.4.4热电冷联
供系统
0 5
4.4.5太阳能采
暖与空调
07 第5章相变传热与蓄热
第5章相变 传热与蓄热
第2章对流换热分析
2.4通道内非耦合层流换热
2.4.1流动起始段和充 分发展段
2.4.3圆管内层流充分 发展段的换热
2.4.5圆管起始段的换 热
2.4.2热起始段和充分 发展段
2.4.4非圆形通道内层 流充分发展段的换热
第2章对流换热分析
2.5高速流动换热与自然对流换热
01
2.5.1考虑黏性耗散的泊肃叶流 动
1.1.1傅里叶定律
1.1.3不同正交坐标系 中的热传导方程
1.1.5齐次与非齐次问 题
1.1.2导热微分方程 1.1.4边界条件
第1章热传导理论分析
1.2分离变量法
1.2.1直角坐标系中的 分离变量法
1.2.3半无限大物体的 导热
1.2.5圆柱坐标系中的 分离变量法
1.2.2一维问题的分离 变量法
第2章对流换热分析
01
2.1对流换 热微分方程
04
2.4通道内 非耦合层流
换热
02
2.2边界层 方程
05
2.5高速流 动换热与自 然对流换热
03
2.3非耦合 外部层流边
界层换热
06
参考文献
第2章对流换热分析
2.1对流换热微分方程
2.1.1连续 性方程
1
2.1.2动量 方程
2
2.1.3能量 方程
3
202x
工程传热学:基础理论与专题应用 (苑中显，陈永昌编著)
演讲人 2 0 2 x - 11 - 11
01 序
序
02 前言
前言
03 第1章热传导理论分析
第1章热传导理论 分析
1.1导热理论基础 1.2分离变量法 1.3格林函数法 1.4杜哈美尔定理法 参考文献
第1章热传导理论分析
1.1导热理论基础
5.2.4池沸
4 腾的临界 热流密度
第5章相变传热与蓄热
5.3凝结传热
5.3.1凝结成核理论
5.3.3蒸气混合物的 膜状凝结
5.3.2单一工质的膜 状凝结
5.3.4珠状凝结简介
第5章相变传热与蓄热
5.4凝固和熔解传热
5.4.1液体的 凝固
5.4.2固体的熔 解——给定壁
面温度
5.4.3固体的熔 解——给定壁
0 2 2.5.2自然对流换热边界层方程
0 3 2.5.3竖平壁上常物性层流自然对流 换热的相似解
05 第3章辐射传热分析与计算
第3章辐射传热分 析与计算
3.1黑体辐射 3.2非黑表面辐射性质的定义 3.3温度均匀的黑体表面间的辐射换热 3.4由漫-灰表面构成的封闭腔内的辐射 换热 参考文献
第3章辐射传热分析与计算