传热学第一章
合集下载
第一章导热理论基础_传热学
第一章 导热理论基础
§1-1 基本概念及傅里叶定律 §1-2 导热系数 §1-3 导热微分方程式 §1-4 导热过程的单值性条件
§1-1 基本概念及傅里叶定律
一、基本概念 1.温度场（Temperature field）
(1)定义： 物质系统内各个点上温度的集合称为温度场，它 是时间和空间坐标的函数 ，其函数表达为:
r 2 r r r 2 2 z 2 c
对于球坐标系 ：
t
a[
1 r2
(r2 r
t r
)
r
2
1 sin
(sin
t
)
r
2
1 sin
2
2t
2
]
qv
c
§2-4 导热过程的单值性条件
导热问题完整数学描述： 导热微分方程 + 单值性条件
一.单值性条件 1.定义:
确定唯一解的附加补充说明条件，包括四项：几何、物 理、初始、边界
直角坐标系:
0
注：温度梯度是向量；正向朝着温度增加的方向
4.热流密度矢量（热流矢量Heat flux）
热流密度：单位时间、单位面积上所传递的热量；
热流密度矢量：等温面上某点，以通过该点处最大热流密 度的方向为方向、数值上正好等于沿该方向的热流密度
q
q
q q cos
二、傅里叶定律
1.数学表达式：
t+Δt t t-Δt
§2-2 导热系数（ Thermal conductivity ）
一、导热系数的定义 :
导热系数在数值上等于单位温度梯度作用下单位时间内 单位面积的热量。
q / gradt w/(m·K)
二、导热系数的性质:
（1）导热系数是物性参数：即它与物质结构和状态密切相 关，例如物质的种类、材料成分、温度、 湿度、压力、密 度等，与物质几何形状无关。
§1-1 基本概念及傅里叶定律 §1-2 导热系数 §1-3 导热微分方程式 §1-4 导热过程的单值性条件
§1-1 基本概念及傅里叶定律
一、基本概念 1.温度场（Temperature field）
(1)定义： 物质系统内各个点上温度的集合称为温度场，它 是时间和空间坐标的函数 ，其函数表达为:
r 2 r r r 2 2 z 2 c
对于球坐标系 ：
t
a[
1 r2
(r2 r
t r
)
r
2
1 sin
(sin
t
)
r
2
1 sin
2
2t
2
]
qv
c
§2-4 导热过程的单值性条件
导热问题完整数学描述： 导热微分方程 + 单值性条件
一.单值性条件 1.定义:
确定唯一解的附加补充说明条件，包括四项：几何、物 理、初始、边界
直角坐标系:
0
注：温度梯度是向量；正向朝着温度增加的方向
4.热流密度矢量（热流矢量Heat flux）
热流密度：单位时间、单位面积上所传递的热量；
热流密度矢量：等温面上某点，以通过该点处最大热流密 度的方向为方向、数值上正好等于沿该方向的热流密度
q
q
q q cos
二、傅里叶定律
1.数学表达式：
t+Δt t t-Δt
§2-2 导热系数（ Thermal conductivity ）
一、导热系数的定义 :
导热系数在数值上等于单位温度梯度作用下单位时间内 单位面积的热量。
q / gradt w/(m·K)
二、导热系数的性质:
（1）导热系数是物性参数：即它与物质结构和状态密切相 关，例如物质的种类、材料成分、温度、 湿度、压力、密 度等，与物质几何形状无关。
大学传热学第一章 绪论
传热过程中的温度分布
• 稳态传热过程——热量传递过程中温度不随时间变化的传 热过程。
• 非稳态传热过程——热量传递过程中温度随时间变化的传 热过程。
• 一维传热过程——传热过程中热量只在一个方向进行。 • 多维传热过程——热量在多个方向传递的过程。
第一节 热量传递的三种基本方式
• 导热 • 热对流（对流） • 热辐射（热辐射）
传热学
第一章 绪论
• 传热学是研究热量传递规律的科学。 • 有温差的地方就会有传热。 • 热量传递具有方向性——从高温到低温。 • 热量传递的基本方式有三种——导热、热对流和辐射。
传热学的应用的实例
• 食品加工 • 航天飞行器表面的冷却 • 稠油开采 • 电子器件的冷却 • 生物工程 • 能源动力 • 交通运输
• 实例：两个非接触物体之间的热量传递；火焰的 热量传递；太阳辐射等等。
• 计算：斯忒藩－玻耳兹曼定律。
斯忒藩－玻耳兹曼定律
AT 4
Ac 0
T 100
4
5.67108W /m2 K 4
第二节 传热过程和传热系数
• 定义：热量由壁面一侧的流体通过壁面传给另一侧流体的 过程称为传热过程。
• 模拟法：利用同类现象可比拟的特点，用已知现 象的规律模拟所要研究的现象。
• 实验法：通过试验的方法来获得所要研究问题解 的方法。
第三节 传热学发展简史
• 本节内容请同学自学。
• 实例：由墙壁隔开的室内外空气间的传热。 • 计算：传热方程
传热方程
kAt t
f1
1
At t
1/ h / 1/ h
f1
f2
1
2
传热学的研究方法
• 解析法：首先建立所研究问题的数学描写，然后 应用解析数学的方法，求解该问题。
传热学第一章 绪论
是无做功过程。 （4）热力学研究热量在一段时间内总的交换量（J），而传热
学着重于单位时间的换热量（W）。
二、传热学课的重要性
a 日常生活中：
冰箱和电视机放置 暖气片的设计 保温温度的选择
b 石油工业中: 输油管道（埋深、保温） 稠油开采（注蒸汽）
三、两种热传递过程
稳态过程：温度不随时间变化
Q1 A1 bT14 ,
Q2 A2 bT24
Q1,2 A1 bT14 A2 bT24 A b (T14 T24 )
第三节 热阻的概念
公式Q A tw1 tw2 A t 及
公式Q c A（tw t f）
可改写成公式Q t t 及 （A） R
（3）辐射力的计算公式（四次方定律）
Eb bT 4 b — 斯蒂芬 波尔兹曼常数，5.6710-8 W m2 K 4
T — 黑体的绝对温度, K
对于非黑体，E bT 4 — 黑度（发射率）
以上讲的是热辐射，而不是辐射换热。
（4）辐射换热
tw1
tf
tw2
透明气体
考虑两个无限大平板的 辐射换热（黑体）
微观粒子的热运动而产生的热量传递。
（2）特征：
a. 物体间无相对位移；
t1
b.物体间必须相互接触； b.没有能量形式的转化。
Q
t2
（3）导热量的计算
δ
x
如上图所示的大平壁，若其两侧壁面各点温度保持不变，
分别保持为tw1及tw2，且，则热量将从tw1一侧传向tw2一侧。此 时通过大平壁的热流量Q可表示为：W
（1）热对流：
流体的各部分之间由于相对宏观位移而引起的热量传递。
学着重于单位时间的换热量（W）。
二、传热学课的重要性
a 日常生活中：
冰箱和电视机放置 暖气片的设计 保温温度的选择
b 石油工业中: 输油管道（埋深、保温） 稠油开采（注蒸汽）
三、两种热传递过程
稳态过程：温度不随时间变化
Q1 A1 bT14 ,
Q2 A2 bT24
Q1,2 A1 bT14 A2 bT24 A b (T14 T24 )
第三节 热阻的概念
公式Q A tw1 tw2 A t 及
公式Q c A（tw t f）
可改写成公式Q t t 及 （A） R
（3）辐射力的计算公式（四次方定律）
Eb bT 4 b — 斯蒂芬 波尔兹曼常数，5.6710-8 W m2 K 4
T — 黑体的绝对温度, K
对于非黑体，E bT 4 — 黑度（发射率）
以上讲的是热辐射，而不是辐射换热。
（4）辐射换热
tw1
tf
tw2
透明气体
考虑两个无限大平板的 辐射换热（黑体）
微观粒子的热运动而产生的热量传递。
（2）特征：
a. 物体间无相对位移；
t1
b.物体间必须相互接触； b.没有能量形式的转化。
Q
t2
（3）导热量的计算
δ
x
如上图所示的大平壁，若其两侧壁面各点温度保持不变，
分别保持为tw1及tw2，且，则热量将从tw1一侧传向tw2一侧。此 时通过大平壁的热流量Q可表示为：W
（1）热对流：
流体的各部分之间由于相对宏观位移而引起的热量传递。
传热学-讲稿第一章
Φ ∂ T ~ A ∂ x
When the proportionality constant is inserted,(当加入 比例常数时我们得到：)
∂ T Φ= − kA ∂ x
(1-1)
Φ ——the heat transfer rate;(热流通量或热流量）
heat flow ；
∂T / ∂x —— the temperature gradient in the direction of the
∂ T = Φ +dx = − |x+dx kA Energy out right face x ∂ x
∂ T ∂ ∂ T = −A k [ + (k )d ] x ∂ x ∂ x ∂ x
where q= energy generated per unit volume, W/m3 ɺ
c = specific heat of material, J/kg . 0C
工程热力学用于研究平衡系统；它只研究系统从一个平衡状态到另 一个平衡状态所需要的能量数，而不研究这种变化进行的快慢，因 为系统处于变化时是不平衡的。
For example（例如）
Consider the cooling of a hot steel bar which is placed in a pail of water
ρ= density, kg/m3
Combining the relations above gives
∂T ∂T ∂T ∂ ∂T ɺ −kA +qAdx = ρ cA dx− A k [ + (k )dx] ∂x ∂x ∂x ∂x ∂x
Or
∂ ∂ T ∂ T ɺ (k ) +q = ρ c ∂ x ∂ x ∂ τ
传热学第一章PPT学习教案
1
tf1 t'f 2 1 1
h1
h1 h2
第41页/共42页
第38页/共42页
由： 导热热阻 对流热阻 辐射热阻
各种情况下热阻表达及其
推导过程
Φ t Rt
Φ A t
R A
Φ hAt
Rh
1 hA
Φ A(T 4w1 T 4w2)
Rr
1 A(T 2w1 T 2w2 )(Tw1
Tw2 )
第39页/共42页
串联热阻叠加原则
在一个串 联的热 量传递 过程中 ，如果 通过每 个环节 的热流 量都相 同，则 各串联 环节的 总热阻 等于各 串联环 节热阻 的和。
力强？
• 对流换热方式 >> 导热方式
第16页/共42页
流体微团如何实现宏观位移
• 机械设备形成的外 力场作用
温差造成流体密度差， 在重力场作用下所形成 的浮力作用
第17页/共42页
对流换热的两种形式
强迫对流（Forced Convection） 自然对流（Natural Convection）
传热学第一章
会计学
1
本章话 题?
传热学的重 要性
传热学与工程热 力学的联系和区 别
热量传递的基本 方式
如何分析传热 问题
第1页/共42页
首 先第一 话题
什么是传 热学呢？
研究热量传递的一 门学问
包含定性的机理分 析
也包含定量的工程 计算
第2页/共42页
传热学能 解决什么 问题呢？
理解并掌握增强或 减小传热的方法和 举措 计算特定场合热量 传递的大小
串联传热 ，稳态 ，没有 内热源
将复杂的传热过程分成若干部
传热学
传热学第一章绪论1.传热学的定义: 研究由于温度差而引起的热能传递规律的科学.2.热流量（heat transfer rate）：单位时间内通过某一给定面积A的热量，记为Φ，单位为 W3.热流密度（或称面积热流量）:通过单位面积的热流量，记为q，单位是 W/m24.稳态过程与非稳态过程稳态过程：热量传递系统中各点温度不随时间而改变的过程非稳态过程：各点温度随时间而改变的过程5.热传导的定义：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热运动而产生的热量传递过程1）导热是物质的固有属性2）固、液、气等均具有一定的导热能力3）纯导热只发生在密实的固体和静止的流体中导热现象的判断？1）有温差；2）密实固体或静止流体6.模型一平壁稳态导热.影响因素:平壁面积,厚度,温差平壁稳态导热的计算公式：7.λ —热导率，又称导热系数.单位：W/(m·K) (热物理参数)8.热对流：流体中温度不同的各部分发生相互混合的宏观运动而引起的热量传递现象特点: 1）发生在流体中2）流体内部必须存在温差3）流体必须有宏观运动4）伴随着热传导9.对流传热：流动的流体与温度不同的固体壁面间的热量传递过程.(热对流的一种方式,传热学研究方式).分类:按流体流动的起因：1）自然对流、自由对流：流体冷、热各部分密度不同而引起的2）受迫对流、强迫对流：流体的流动是在外力（在泵或风机）作用下产生的技巧：给出流体速度的为强迫对流按流体有无相变：1）无相变的对流传热2）有相变的对流传热：沸腾换热、凝结换热10.如何判断对流传热1）发生在壁面和流体之间：参与物质类型2）壁面和流体存在温差：热量传递的前提3）流体要运动：速度体现一定不要遗漏自然对流11.对流传热的计算—牛顿冷却公式（对流传热的热量传递速率方程）当流体被加热时：当流体被冷却时：h-表面传热系数(过程量)，W/(m2·K)13.热辐射：由于自身温度（热）的原因而发出辐射能的现象（heat radiation）1）辐射传热：物体之间因为相互辐射、相互吸收而引起的热量传递过程2）理想物体：绝对黑体，简称黑体（能够全部吸收投射到其表面上辐射能的物体）14.黑体辐射的斯忒藩-玻耳兹曼（Stefan-Boltamann）定律实际物体的辐射能力：注意：1）σ—斯忒藩-玻耳兹曼常数，5.67×10-8W/(m2·K4) 2）ε—发射率（emissivity），习惯上也称为黑度，物性参数15.理想模型2—两平行黑体平板间的辐射传热（相距很近，表面间充满了透明介质）16.理想模型3—非凹表面1包容在面积很大的空腔2中注意：1）辐射传热必须采用热力学温度2）注意公式的使用条件3）“动态平衡”的含义（p8）17．导热、对流与辐射的辨析：1）导热、对流只在有物质存在的条件下才能实现；热辐射不需中间介质（非接触性传热）2）辐射不仅有能量的转移，而且伴随能量形式的转换；3）辐射换热是一种双向热流同时存在的换热过程；4）辐射能力与其温度有关，导热、对流与温差有关；导热与对流的辨析：气、液、固均具有导热能力，纯导热只发生在静止的流体中；对流只发生在流动的流体中；18．传热过程：热量由固体一侧的高温流体通过固体壁面传给另一侧低温流体的热量传递过程 。
1传热学-第一章课件讲解
热 力学： tm , Q 传热学：过程的速率
水，M2 20oC
t = f ( x , y , z , ); Q = f ( )
传热学研究内容 热量传递的机理和速率、温度 场的变化
传热学的工程应用
1、 强化传热：即在一定的 条件下， 增加 所传递 的热量。 如热水的 搅拌冷 却 2 、 削弱传热，也称 热绝缘 ：即在一 定的温差 下，使 热量的传递 减到最小。如热 水瓶 3 、温度控 制：为使 一些设备能安全 经济 地 运 行 ，需要对热量传递中的 关键部位进行温 度控 制 。如航 天器返回 地面， 笔记本的 散热
四、传热问题的分类和主要计算量
稳态传热过程: 传热过程中各处温度不 随时间变化。 非稳态传热过程：传热过程中各 处温度随时间变化。
热流量：
dQ Φ= d
[W]
W 2 m
热流密度：
t Φ q= = A
§1-2热量传递的基本方式
热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射
l
l
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？
在下列技术领域大量存在传热问题
动力、化工、制冷、建筑、环境、机械制造、新 能源、微电子、核能、 航空航天、微机电系统 （MEMS）、新材料、军事科学与技术、生 命科 学与生物技术…
燃煤电厂的基本流程
锅 炉 工 作 原 理
三、传热学与工程热力学的关系
相同点： 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础 热力学第一定律
热量始终是从高温物体向低温物体传递，在热量传递过程中 若无能量形式的转换，则热量始终保持守恒。
热力学第二定律
热量能自发的从高温物体传递到低温物体
传热学-第一章-绪论lujinli
Summarization
1. 传热学（Heat Transfer）
(1) 研究热量传递规律的科学，具体来讲主要有热量传递
的机理、规律、计算和测试方法
(2) 热量传递过程的推动力：
温差（Temperature Difference） 热力学第二定律：热量可 以自发地由高温热源传给低温 热源 有温差就会有传热 温差是热量传递的推动力
Hale Waihona Puke 4 传热过程的分类(Type)
按温度与时间关系 • 稳态传热 Steady State
• 非稳态传热 Unsteady State （Transient）
t f ( x, y, z) t f ( x, y, z, )
安 徽 工 业 大 学
AnHui University of Technology
学生应能利用必需的输入数据计算传热速率和/或 材料的温度 学生必须能确切地描述涉及传热过程或系统中的输 运现象
学生应能构建实际过程和系统的贴切的模型，并通 过分析得出所论过程或系统性能的结论
安 徽 工 业 大 学
Reference Books
AnHui University of Technology
安 徽 工 业 大 学
AnHui University of Technology
导热的基本定律/速率方程(Law/Rate Equations)：
1822年，法国数学家Fourier:
dt q x dx q x t 2 t1
Temperature gradient
t1
• 新能源(new energy)：太阳能；燃料电池
强化传热 削弱传热 温度控制 enhanced heat transfer weaken heat transfer temperature control
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2016/2/28
29
两平行黑平板间的辐射换热
对于两个相距很近的黑体表
A Q
T1
面，由于一个表面发射出来的 能量几乎完全落到另一个表面 上，那么它们之间的辐射换热 量为：
T2
4 2
Q A (T T )
4 1
当T1=T2时，也就是物体和周围环境处于热平衡，辐射换 热量等于零。但此时是动态平衡，辐射和吸收仍在不断进行。
热力学的基本定律是传热学理论的基础 传热学理论给出热力学过程的详细信息
2016/2/28 8
传热学和热力学的区别
工程热力学不考虑能量传递过程所需要的时间，研究热力过程
进行的条件、方向和深度，研究能量转换和传递的数量关系和 能量利用的品质；传热学则引入时间的概念，研究在不同方式 下热量传递的动态过程，研究热力设备在单位时间内传递热量 的效能。
2016/2/28
20
铜：
钢：
铬砖： 硅藻土砖： 讨论：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 砖的导热量大三个数量级。 因而，铜是热的良导体， 而 硅藻土砖则起到一定的隔热作用
2016/2/28 21
convection 热对流的定义
tw2
：热流量，单位时间传递的热量[W]
q：热流密度，单位时间通过单位面积传递的热量 A：垂直于导热方向的截面积 平壁的厚度[m]； 热导率(导热系数)
tf2, h2
平壁两侧壁温之差
2016/2/28
C
16
热导率 (导热系数) (Thermal conductivity)
单位厚度(1m)、单位温度差（1K）物体，在它的单位面 积上(1m2)、每单位时间(1s)的导热量(J)。
热力学第二定律
关于能量品质——能量质量
2016/2/28
7
传热学
以热力学第一定律和第二定律为基础
能量在数量上保持守恒——能量方程 热量始终是从高温物体传给低温物体
分析热量传递现象和过程的机理，揭示过 程特征和规律 ——理论联系实际
传热学和热力学的联系
具有共同的研究对象：热现象和热过程
工程热力学不考虑热力设备在不同地点的参数变化，研究热力 过程的起始点的状态参数变化；传热学则引入空间的概念，研 究热力设备场空间的物理参数。 工程热力学研究平衡过程（冷热介质的温差逐渐趋于无限小） 和可逆过程（理想过程），传热学研究的是非平衡过程和不可 逆过程（有能量损失和耗散）
2016/2/28
子的热运动而传递——微观过程，不产生宏观位移。
2016/2/28
14
导热机理
气体：气体分子不规则运动时相互碰撞的结果
导电固体：自由电子运动 非导电固体：晶格结构振动
液体：兼有气体和固体导热的机理
2016/2/28
15
导热基本定律
tf1, h1 tw1
1822年，法国数学家Fourier：
例如：各种热力设备在持续稳定运行时的热传递
物体中各点的温度随时间而改变的热传递过程
例如：启动、制动、停机过程中所经历的热传递过程
2016/2/28 6
二、 传热学和工程热力学的关系
工程热力学
研究热能与机械能及其他形式能量之间相 互转换规律的一门科学 热力学第一定律
关于能量守恒——能量数量
二 热对流 Heat
流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间，由于发生 宏观相对运动，而把热量由一处传递到另一处的现象 若热对流过程使具有质量流量G的流体由温度t1处流至 温度t2处，则此过程传递的热流量为：
流体中有温差 ——热对流必然同时伴随着热传导
2016/2/28
22
对流换热 流体与固体壁之间的热量交换（Convection heat transfer）
（2）计算每米长度管道的总散热量。
解： （1）此管道的散热有辐射换热和自然对流换热两种方式。
（2）把管道每米长度上的散热量记为
量为：
2016/2/28 31
当仅考虑自然对流时，单位长度上的自然对流散热
近似地取管道的表面温度为室内空气温度， 于是每米长度管道外表
面与室内物体及墙壁之间的辐射为：
讨论： 计算结果表明， 对于表面温度为几上几十摄氏度的一类表 面的散热问题， 自然对流散热量与辐射具有相同的数量级，必须同
2016/2/28 19
例
例题 1-1 持在
题
1-1
一块厚度δ =50 mm 的平板， 两侧表面分别维 试求下列条件下的热流密度。
(1)材料为铜，λ =375 w/(mK );
(2)材料为钢， λ =36.4 w/(mK );
(3)材料为铬砖， λ =2.32 w/(mK )； (4)材料为铬藻土砖， λ =0.242 w/(mK )。 解：参见图1-3。 及一维稳态导热公式有：
热导率表示材料导热能力大小
2016/2/28
17
导热系数
导热系数的定义式 由傅里叶定律的数学表 达式给出: 测量方法有稳态和非稳态两种 导热系数的数值取决于物质的种类和温度等 因素 习惯上把导热系数小的材料称为保温材料, 效能高的保温材料都是蜂窝状多孔性结构的 材料.
2016/2/28
18
2016/2/28
12
热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射
2016/2/28
13
一 热传导（导热）Heat
热传导的定义
conduction
温度不同的物体各部分之间或温度不同的各物体之间直
接接触时，依靠分子、原子即自由电子等微观粒子的热 运动而进行热量传递的现象
热传导的特点
物体内部存在温差，或具有温差的物体直接接触。 可发生在任何物质的任何地点(固体、液体、气体) 传热形式：依靠分子、原子以及自由电子等微观粒
热流量和导热热阻
热流量是单位时间传递的热量； ——它体现了传热的速率或快慢
传热是一个过程，稳态，非稳态；
——区别于热力学的平衡态 传热学中热流量的单位是[W]， 而非[J]； [W]= [J]/[s] 导热热阻：与直流电路的欧姆定律 I=U/R 相似。
Thermal resistance for conduction
2016/2/28 33
传热系数的计算
假设传热过程处于稳态
从热流体tf1到壁面高温侧tw1的换热：
Q A1 (t f 1 t w1 )
t f 1 tw1 Q ( A1 )
从壁面高温侧tw1到低温侧tw2的换热：
Q A (tw1 tw2 ) / tw1 tw2 Q ( A )
传 热 学
Heat Transfer
青岛科技大学 热能与动力工程专业
2016/2/28
1
考核方法
平时成绩: 30% (包括：出勤 及作业) 期末考试: 70%
2016/2/28
2
教材
《传热学》杨世铭 陶文铨 第四版
参考书
《传热学》杨世铭 陶文铨 第三版
《传热学》陈维汉 许国良编著版
《Heat Transfer》J.P.Holman 8th edition 《数值传热学》陶文铨 第二版
不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的存在，
在真空中就可以传递能量
在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换物体热力学 能——电磁波能——物体热力学能 互辐射能量；高温物体辐射给低温物体的能量大于低温 物体辐射给高温物体的能量；总的效果是热由高温物体 传到低温物体
无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、相
黑体：能全部吸收投射到其表面辐射能的物体。或称绝对黑体
黑体的辐射能力与吸收能力最强
2016/2/28 27
斯蒂芬-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann law）
黑体在单位时间内向外发出的辐射能： — 黑体表面的绝对温度（热力学温度）K — 斯蒂芬-玻尔兹曼常数，或称黑体辐射常数
对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热； ——不是基本传热方式
对流换热实例： 1)电子器件冷却 2)取暖器 对流换热的特点： 1) 流体与壁面直接接触，有宏观运动；有温差 2) 由于流体的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）导热存在
2016/2/28 23
对流换热的基本计算式
此时物体的温度保持不变。
2016/2/28 30
例
题
1-2
，此时
一根水平放置的蒸汽管道， 其保温层外径d=583 mm，外表面 实测平均温度及空气温度分别为 /(m2 K), 保温层外表面的发射率 问：（1） 此管道的散热必须考虑哪些热量传递方式； 空气与管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数 h=3.42 W
如果各环节的热量传递面积不相等，各环节热阻串联可以写 成面积热阻的形式；如通过圆筒壁的传热。
tf1
1/(A1h1) /(A) 1/(A2h2) tf2 tw1 tw2
影响h因素：
对流换热热阻
流速、流体物性、壁面形状大小等
t t q 1h rh
25
2016/2/28
对流换热热阻 Thermal resistance for convection
2016/2/28
26
三、热辐射（Thermal radiation）
定义：物体转化本身的热力学能向外发射辐射能的现象；凡物 体都具有辐射能力 物体的温度越高、辐射能力越强；若物体的种类不同、表面状 况不同，其辐射能力不同
时予以考虑。
2016/2/28 32