002传热学第二讲

∆t λ q = (tw1 −tw2 ) = δ /λ δ
Φ= Aλ
δ
(tw1 −tw2 )
=
δ Aλ
返回
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∆t
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三、热阻分析法
1.自然界一切转移过程： 自然界一切转移过程：
过 的 力 程 动 过 的 移 程 转 量= 过 的 力 程 阻
U 2.电量转移过程： I = 电量转移过程： R
I
U1
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R
U2
3
I
3.热量转移过程： 热量转移过程：ຫໍສະໝຸດ U1Φtw1R
U2
U I= R
R
q
∆t δ ⇒ Φ= ⇒ R= tw2 Aλ R
↓ 导热热阻， 导热热阻，单位为 K/W
tw1
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↓ 面积热阻， 面积热阻，单位为 (m2 ⋅ K) /W
RA
∆t ⇒q= R A tw2
下角标1——小物体 下角标 小物体
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五、热阻分析法
tw −tf tw −t f Φ = Ah∆t = 1 = R Ah
Φ
tw
R
tf
1 ※ R= 称为对流换热热阻， 称为对流换热热阻，单位为 K/W Ah
tw −t f tw −t f = = 1 RA h
q
tw
RA
q = h∆t
tf
1 ※ RA = 称为对流换热面积热阻，单位为 (m2 ⋅ K) /W 称为对流换热面积热阻， h
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4.实际物体的辐射换热 4.实际物体的辐射换热 以无限靠近的实际平板为例： 以无限靠近的实际平板为例：Φ = εs Aσ(T 4 −T24 ) 1 ——系统黑度 εs ——系统黑度 5.大空间小物体辐射换热 5.大空间小物体 大空间小物体辐射换热
Φ = ε1Aσ(T4 −T24 ) 1 1
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表1 一些表面传热系数的数值范围
对流换热类型 空气自然对流换热 水自然对流换热 空气强迫对流换热 水强迫对流换热 水沸腾 水蒸气凝结
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表面传热系数 h (W /( m2⋅K) ) 1～10 200～1000 10～100 100～15000 2500～35000 5000～25000
δ ⇒ RA = λ
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§2 对流
一、定义
1.对流：流体中（气体或液体）温度不同的各部分之 1.对流 流体中（气体或液体） 对流：
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。 处传递到另一处的现象。 当流体流过一个物体表面时的热量传递过程。 2.对流换热： 对流换热： 对流换热 当流体流过一个物体表面时的热量传递过程。
复习
1.傅利叶定律（一维）： 傅利叶定律（一维）： 傅利叶定律
dt Φ dt Φ = −λA 或 q = = −λ dx A dx
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例：一维稳态无限大平板的导热 ※
{
稳态过程： 稳态过程：温度不随时间变化的热量传递过程 非稳态过程： 非稳态过程：温度随时间变化的热量传递过程
对于长度和宽度远远大于厚度的长方体。 对于长度和宽度远远大于厚度的长方体。 ※ 无限大平板： 无限大平板：
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§3 辐射
一、定义
1.辐射： 辐射：
以电磁波形式传递能量的现象。 以电磁波形式传递能量的现象。
2.热辐射： 热辐射：
由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象。 由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象。
二、黑体和实际物体发出辐射能
1.黑体： 黑体：
能吸收投入到其表面上的所有热辐射的物体。 能吸收投入到其表面上的所有热辐射的物体。
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2.四次方定律（黑体）： 四次方定律（黑体）
Φ = AσT 4
——斯忒藩 玻耳兹曼常数，又称为黑体辐射常数 斯忒藩— 黑体辐射常数， σ ——斯忒藩—玻耳兹曼常数，又称为黑体辐射常数， 5.67×10-8 W/(m2⋅K4)； 67× ——绝对温度 绝对温度， T ——绝对温度，K。
单 是 /(m ⋅ K) 位 W
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非物性参数
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四、表面传热系数的影响因素
h 的大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关： 的大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关： （1）流体的物性（导热系数、粘度、密度、比热 流体的物性（导热系数、粘度、密度、 容等）； 容等）； （2）流体流动的形态（层流、紊流）； 流体流动的形态（层流、紊流）； （3）流动的成因（自然对流或强制对流）； 流动的成因（自然对流或强制对流）； （4）物体表面的形状、尺寸； 物体表面的形状、尺寸； （5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。 换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。
3.实际物体： 实际物体：
Φ = εAσT
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——黑度 又称发射率）。 黑度（ ε ——黑度（又称发射率）。
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三、辐射换热
1.定义: 物体间靠热辐射进行的热量传递。 定义: 物体间靠热辐射进行的热量传递。
高温 物体
低温 物体
※ 2.特性： 可在真空中传播 特性： ※有能量转换
3.黑体间的辐射换热 3.黑体间的辐射换热 以无限靠近的黑体平板为例： 以无限靠近的黑体平板为例：Φ = Aσ(T 4 −T24 ) 1
二、分类
1.有无相变： 有无相变：
{
无相变对流 凝结和沸腾对流
2.成因： 成因：
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{
自然对流 ——由密度差引起的 ——由密度差引起的 ——由泵 由泵、 强制对流 ——由泵、风机等压力设备引起 的流体流动
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三、牛顿冷却公式
q = h⋅ ∆t
※ ∆t = tw −t f > 0
※h
{
称为表面传热系数