热工基础2.传导
热工个人专业技术总结
热工个人专业技术总结
作为热工个人专业技术的总结，以下是我所学和掌握的关键技能和知识：
1. 热工基础知识：我对热工基本理论和原理有着扎实的了解，包括热传导、热对流、
热辐射等基本热学知识。
2. 热工计算能力：我能够运用热工学知识进行各种热工计算，比如传热计算、能量平
衡计算和设备负荷计算等。
3. 热工设备选型与设计：我熟悉常见的各种热工设备的选型和设计，比如锅炉设计、
换热器设计、蒸汽发生器设计等。
4. 节能与能效提升：我了解节能与能效提升的相关技术和方法，能够提出相应的措施
和建议，以减少能源消耗和提高热工系统的能效。
5. 热工系统分析与优化：我具备对热工系统进行分析与优化的能力，可以通过模拟和
仿真来找出系统中的热效率低下和能耗高的问题，并提出改进措施。
6. 热力工程项目管理：我可以独立或协同团队进行热力工程项目的规划、实施和管理，包括项目进度控制、资源管理和质量控制等方面的工作。
7. 热工安全与环保：我了解热工系统的安全考虑和环境影响，并能够提出相应的解决
方案，保障工作场所的安全性和环保性。
8. 现场操作与故障处理：我具备现场操作热工设备的能力，并能够快速准确地识别和
解决热工系统的故障和问题。
总之，我在热工个人专业技术方面具备扎实的基础和丰富的实践经验，能够胜任热工相关的工作，并且不断学习和提升自己的技能。
热工基础
【热辐射】
（2）特点： 可在真空中传播 能量传递同时伴随有能量的转换 任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐 射能，但是只有在物体温度较高时，热辐射才 能成为主要的传热方式。
（3）人站在火焰旁会感到热、太阳热量能传到 地球。
小结：
实际进行的传热过程，往往不是上述三 种基本方式单独出现，而是两种或三种传 热的组合，而又以其中一种或两种方式为 主。
【热对流(对流)】
（3）产生对流的原因 由于流体内部温度不同形成密度的差异，在浮力的 作用下产生流体质点的相对位移，使轻者上浮，重 者下沉，称为自然对流； 由于泵、风机或搅拌等外力作用而引起的质点强制 运动，称为强制对流。
流动的原因不同，热对流的规律也不同。 在强制对流的同时常常伴随有自然对流。
一般范围：2.3~427 W/m℃（纯银最大，其次为纯铜、铝等） 一般
温度T升高， λ下降
杂质含量增大, λ下降
2. 建材
一般范围：0.16~2.2 W/m℃，与材料结构、空隙率、 湿度、密度等有关 。 空气湿度增大， λ增大
3. 隔热材料（保温材料）
隔热材料：导热系数低于0.22 W/m℃的材料（多为 多孔结构）。
大多数金属：β<0 大多数非金属：β>0
湿度对导热系数有影响 因水的导热系数比气体大，所以湿物料 的导热系数比干物料的大
密度对导热系数有影响
密度小，导热系数小
傅立叶(Fourier, Jean Baptiste Joseph)(1768-1830)小传：法国数 学家、物理学家 。1768年3月21日生于法国欧塞尔 （Auxevre）,1830年5月16日卒于巴黎。因研究热传导理论而闻名于 世。 9岁父母双亡，被当地教堂收养。12岁由主教送于地方军事学 校读书。17岁（1785年）回乡教数学，1794年到巴黎，成为高等师 范学校的首批学员，次年到巴黎综合工科学校执教，1798年随拿破 仑远征埃及时，任军中秘书和埃及研究院秘书。1801年回国，1817 年当选为科学院院士，1822年任该院终身秘书。后又任法兰西学院 终身秘书和理工科大学校务委员会主席。 1807年向巴黎科学院提交“热的传播”论文，推导出著名的热传导 方程。并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式 表示，从而提出任意函数都可以展成三角函数的无穷级数。1822年 在代表作“热的分析理论”中解决了热在非均匀加热的固体中分布传 播问题，成为分析学在物理中应用的最早例证之一，对19世纪数学和 理论物理学的发展产生深远影响。傅立叶级数（三角级数）、傅立叶 分析等理论均由此创造。
热工基础知识
一、传热基本方式
① 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 不发生宏观的相对位移
一、传热基本方式
②导热机理 气体： 气体：导热是气体分子不规则热运动时相 互碰撞的结果，温度升高，动能增大， 互碰撞的结果，温度升高，动能增大，不 分子相互碰撞， 同能量水平的 分子相互碰撞，使热能从高 温传到低温处。 温传到低温处。
一、传热基本方式
对流换热特点 对流换热与热对流不同，既有热对流，也 有导热； 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运 动；也必须有温差
一、传热基本方式
4） 对流换热的基本规律 < 牛顿冷却公式 > ） 流体被加热时： 流体被加热时： 流体被冷却时： 流体被冷却时
Φ = t
1
δ
A
−
t
2
=
λ
∆ R
t
λ
一、传热基本方式
单位热流密度
q =
t1 − t 2
δ λ
∆ t = rλ
δ Rλ = Aλ
导热热阻
δ rλ = λ
单位导热热阻
Φ=
λ ∆tA δ
一、传热基本方式
λ— 比例系数，称为导热系数或热导率，其 意义是指单位厚度的物体具有单位温度差 时，在它的单位面积上每单位时间的导热 量，它的国际单位是 W／( m·K)。它表示材 料导热能力的大小。导热系数一般由实验 测定，例如，普通混凝土 W／(m·K), 纯铜 的将近400 W／(m·K) 。
作业题
2、一大平板，高3m，宽2m，厚0.2m, 导 热系数为45 W/(m·K), 两侧表面温度分别为 =150 ℃ 及=285 ℃, 试求该板的热阻、单位 面积热阻、热流密度及热流量
823 热工基础
823 热工基础“823 热工基础”是热力工程专业的重要基础课程，是学生理解热力学和热传导等基本概念的关键。
本文将从以下几个方面来探讨这门重要课程。
一、课程简介“823 热工基础”是热力工程专业的基础课程之一，作为专业基础，其内容包括：热力学基本概念、热传导、热辐射、热对流等内容。
本课程是进一步深入学习热力学、传热学等相关课程的基础，也是工程热力学和工程传热学等应用性课程的基础。
二、课程学习方法1. 先学理论，后做实验。
在学习热力学等基本概念时，充分理解定义和公式。
在课程教学中，应着重讲解典型例题，并辅以实验指导，让学生学以致用。
2. 强化记忆，拓展应用。
学习数学基础知识，比如微积分，可以帮助学生理解和推导涉及热力学和传热学的公式。
在理论学习之后，可以开展一些实际应用的练习或是案例分析，加深学生的理解。
3. 课程复习，做好笔记。
复习时，可以将课程内容按照大纲整理成自己的笔记。
注意复习时的查漏补缺，对不确定或不理解的内容，可以询问老师或同学。
三、课程的学习难点1. 热力学基本概念的理解。
学生需要理解热力学基本量（温度、压力、熵等）、状态方程以及物态方程等基本概念，才能更好地理解相关理论。
2. 热传导理论的理解。
学习热传导理论需要掌握热传导公式，以及载热子传递的相关原理。
四、课程学习的重要意义热工基础是理解热力学、传热学等相关课程的基础，是工程热力学、工程传热学等应用性课程的基础，因此具有重要的学习和应用价值。
在学习和应用过程中，需要注重对基础概念和公式的记忆和应用，加强理论与实际应用的联系，提高学生的综合能力。
综上所述，“823 热工基础”是热力工程专业的基础课程，具有重要的学习和应用价值。
在学习过程中，需要注重理论的掌握和应用，同时强化练习和复习，从而掌握课程的关键知识和技能，提高自身的综合素质。
热工基础(张学学 第三版)复习知识点
热工基础（第三版）张学学复习提纲第一章基本概念1.工程热力学是从工程角度研究热能与机械能相互转换的科学。
2.传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。
3.工质：热能转换为机械能的媒介物。
4.热力系统：选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力系统，简称系统。
5.外界（或环境）：系统之外的一切物体。
6.边界：系统与外界的分界面。
7.系统的分类：（1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。
（2）开口系统：与外界有物质交换的系统。
（3）绝热系统：与外界之间没有热量交换的系统。
（4）孤立系统：与外界没有任何的物质交换和能量（功、热量）交换。
8.热力状态：系统中的工质在某一瞬间呈现的各种宏观物理状况的总和称为工质（或系统）的热力状态，简称为状态。
9.平衡状态：在不受外界影响的条件下，工质（或系统）的状态参数不随时间而变化的状态。
10.基本状态参数：压力、温度、比容、热力学能（内能）、焓、熵。
11.表压力Pg、真空度Pv、绝对压力PP=P b-PPPP=g-vb12.热力学第零定律(热平衡定律)：如果两个物体中的每一个都分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡。
13.热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。
14.准平衡过程（准静态过程）：热力过程中，系统所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。
15.可逆过程：一个热力过程完成后，如系统和外界能恢复到各自的初态而不留下任何变化，则这样热力过程称为可逆过程。
16.不可逆因素：摩擦、温差传热、自由膨胀、不同工质混合。
17.可逆过程是无耗散效应的准静态过程。
18.系统对外界做功的值为正，外界对系统做功的值为负。
系统吸收热量时热量值为正，系统放出热量时热量值为负。
第二章热力学第一定律1.热力学第一定律：在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。
也可表述为：不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。
进入系统的能量－离开系统的能量=系统储存能量的变化。
热工基础的原理及应用
热工基础的原理及应用1. 热工基础的概念热工基础是热力学和热传导学的基础，是研究能量转化、能量传递和能量转换的科学。
它主要涉及热力学、热传导、热辐射等内容，可以应用于各个领域，如工业、航空航天、能源等。
热工基础对于理解和应用能量转化、传递和转换非常重要。
2. 热工基础的原理2.1 热力学的原理热力学是热工基础的重要组成部分，它研究的是热力学系统中能量的转化和传递规律。
热力学的基本原理包括以下几个方面：•热力学第一定律：能量守恒，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量不会减少或增加。
•热力学第二定律：熵增原理，自然界的熵总是增加的，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
•热力学第三定律：绝对零度原理，当温度接近绝对零度时，物体的熵趋于零。
2.2 热传导的原理热传导是热工基础中的重要内容，研究的是物体内部的热量传递规律。
热传导的原理可以用以下几个概念和公式来描述：•热导率：热导率是物质传导热量的能力，它的单位是瓦特/米·开尔文（W / m · K）。
•热传导方程：热传导方程描述了物体内部的温度变化与热流量之间的关系，可以用下面的公式表示： $Q = -k \\cdot A \\cdot \\frac{{dT}}{{dx}}$ •热阻和热导：热阻是物体传输热量的阻力，它的大小取决于物体的热导率和几何形状。
2.3 热辐射的原理热辐射是热工基础中的另一个重要内容，研究的是物体通过辐射传递热量的规律。
热辐射的原理可以用以下几个概念和公式来描述：•黑体辐射：黑体是理想的辐射体，它能完全吸收所有进入它表面的辐射能，并能以最大的效率辐射出去。
•斯特藩-玻尔兹曼定律：斯特藩-玻尔兹曼定律描述了黑体辐射的功率密度与温度的关系，可以用下面的公式表示： $P = \\sigma \\cdot A \\cdot T^4$•辐射传热：物体的辐射传热是指物体通过辐射的方式将热量传递给其它物体，其传热速率与物体的温度差和表面特性有关。
热工基础课件课件-热量传递的基本方式
tw1
R
tw2
熱阻網路
4
8－2 熱 對流
熱對流 :由於流體的宏觀運動使不同溫度的流體
相對位移而產生的熱量傳遞現象。 熱對流只發生在流體之中，並伴隨有微觀粒子熱運 動而產生的導熱。
對流換熱:
流體與相互接觸的固體表面之間的熱量傳遞現象， 是導熱和熱對流兩種基本傳熱方式共同作用的結果。
牛頓冷卻公式:
= Ah(tw – tf)
第八章小結
重點掌握以下內容：
（1）熱傳導、熱對流、熱輻射三種熱量傳 遞基本方式的機理及特點；
（2）熱流量、熱流密度、導熱係數、對流 換熱、表面傳熱係數、傳熱係數、熱阻等基本 概念；
（3）靈活運用平壁的一維穩態導熱公式、 對流換熱的牛頓冷卻公式、通過平壁的一維傳 熱過程計算公式進行相關物理量的計算。
雙向的。
高溫
低溫 熱 輻 射 是 熱 量 傳 遞
物體
物體 的基本方式之一 。
12
輻射換熱：以熱輻射的方式進行的熱量交換。 輻射換熱的主要影響因素： （1）物體本身的溫度、表面輻射特性；
（2）物體的大小、幾何形狀及相對位置。
注意：
（1）熱傳導、熱對流和熱輻射三種熱量傳遞 基本方式往往不是單獨出現的；
將傳熱熱流量的計算公式寫成
Ak tf1 tf 2 Akt
式中 k
1
1
1
h1 h2
k 稱為傳熱係數，單位為 W/(m2·K)，t為傳熱溫差。
通過單位面積平壁的熱流密度為
q k tf1 tf 2
tf1 tf 2
1 1
h1 h2
利用上述公式, 可以很容易求得通過平壁
的熱流量、熱流密度q及壁面溫度tw1、tw2。 17
能源第七章 热量传递的三种基本方式
Φ 1A1 (T14 -T24 ) W
A1 A2
T1 , A1,ε1 T2
热工基础与应用
4. 例题 已知：A=1.42m2(H=1.75m,d=0.25m),t1=30℃,t2=10 ℃(冬),t2=25℃(夏),ε1=0.95 求：冬天与夏天人体与内墙的辐射传热量
③h：表面传热系数，是表征对流传热过程强弱的 物理量。过程量，与很多因素有关(流体种类、表 面形状、流体速度大小等)
④记住 h 的量级，“个” “十” “百” “千” “成千上万”。(表4-1)
流动方式：强制>自然对流
介质：水>空气 相变：有相变>无相变
水蒸气凝结>有机蒸汽凝结
热工基础与应用
三、辐射(radiation, thermal radiation) 1. 定义 辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式
q Φ A h(tw t f ) W m2 q Φ A h(t f tw) W m2
tw t f t f tw
流体力学研究：tw=tf , isothermal flow
①A:与流体接触的壁面面积
②约定对流传热量永远取正值(失去/得到)
热工基础与应用
③对流传热(convective heat transfer)：流体流 过温度不同的固体壁面时的热量传递过程（工程 上感兴趣）
热工基础与应用
3. 分类 对流传热按照不同的原因可分为多种类型 流动起因，分为：强制对流和自然对流。 是否相变，分为：相变对流传热和无相变对流传热。
热工基础与应用
4. 基本计算式—(Newton’s Law of Cooling)
热工基础传导
t f ( x, y, z, )
（2－1）
上式为温度场的数学表达式。 即：温度场就是指某一瞬间物体（空间）各点温度分布的总和。 温度场一维表达式为：
t f ( x, )
高温材料与镁资源工程学院
（2－
无机非金属材料热工基础 • 稳定传热与不稳定传热： • 如果温度场不随时间改变，则公式可写成：
t 2 t1 q
（4）
q
将（4）式整理得
(t1 t 2 )
（W/m2） （2－11） 图 2－2 （5） 单层平壁导热
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Байду номын сангаас
无机非金属材料热工基础 • 从上式可以看出，通过单层平壁每单位时间、单位面积所 传导的热量与材料的导热系数、内外表面温度差成正比， 与平壁厚度成反比。
t Rt
（8）
Q
t1 t2
F
（9）
图 2－2 单层平壁导热
高温材料与镁资源工程学院
• 上述两个公式可以与电学上的欧姆定律 I
U 相比拟，可以看出，他们 R 在形式上是相类似的。公式中的热流量Q或者热流密度q相当于电流I，温
无机非金属材料热工基础
度差
t 对应于电位差U，有温度差就有热量的传递，就像导线中有电流
采用总面积的热阻较为方便。 • 将热量转移与电量转移的基本规律相比较可得出如下共同规律： 过程的动力 过程的转移量＝ 过程的阻力 • 热阻是传热学中的一个基本概念，热阻分析的方法在解决各类传热问题时 应用甚广，必须予以重视。 高温材料与镁资源工程学院
无机非金属材料热工基础
• 假设由三种不同材料组成的多
传热现象。
而所有温度大于0K的物体都能以辐射方式发射和吸收 辐射能。 在实际的传热过程中很少有一种传热方式单独存在， 往往是两种及其以上传热方式同时发生，而在某种条件下
833热工基础
833热工基础
热工基础是工程热力学的一个重要分支，主要研究与能量转化和传递有关的基本原理和基础知识。
在热工基础课程中，通常包括以下内容：
1. 热力学和能量守恒：研究热力学系统的性质，如温度、压力、体积和热量等之间的关系，并探讨能量在系统内的转化和传递规律。
2. 热工循环：研究各种热力循环，如卡诺循环、布雷顿循环等，了解不同循环对功和效率的影响。
3. 理想气体和真实气体：研究理想气体的状态方程、性质和状态变化，以及真实气体的特性和修正方法。
4. 蒸汽和水的性质：研究蒸汽和水的物理性质，如饱和蒸汽表、湿汽表等，以及蒸汽湿度和干度的计算方法。
5. 热量传递：研究热量传递的方式和计算方法，包括传导、对流和辐射三种传热方式的原理和应用。
6. 热工设备：介绍各种常用的热工设备，如锅炉、蒸汽发生器、换热器等的工作原理和性能。
通过学习热工基础，学生可以了解热力学和能量转化的基本原理，掌握热工系统的基本计算方法，为后续的热工工程设计和实践奠定基础。
公共基础知识热工基础知识概述
《热工基础知识综合性概述》一、引言热工基础知识在现代科学技术和工程领域中占据着至关重要的地位。
从日常生活中的供暖、制冷到工业生产中的能源转换、动力系统，热工知识无处不在。
它不仅涉及到热力学、传热学等基础理论，还与材料科学、机械工程、电气工程等多个学科领域密切相关。
本文将对热工基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、基本概念1. 温度温度是表示物体冷热程度的物理量。
在热工领域中，常用的温度单位有摄氏度（℃）、华氏度（°F）和开尔文（K）。
其中，开尔文是国际单位制中的基本温度单位，它与摄氏度的换算关系为 T （K）=T（℃）+273.15。
2. 热量热量是指由于温度差而传递的能量。
热量的单位通常为焦耳（J）或千卡（kcal）。
在热传递过程中，热量总是从高温物体流向低温物体。
3. 热容量热容量是指物体温度升高（或降低）1 摄氏度所吸收（或放出）的热量。
热容量的大小与物体的质量、物质种类以及温度变化范围有关。
4. 热导率热导率是衡量物质导热能力的物理量。
热导率越大，物质的导热能力越强。
热导率的单位为瓦/（米·开尔文）（W/(m·K)）。
三、核心理论1. 热力学第一定律热力学第一定律也称为能量守恒定律，它指出在一个封闭系统中，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
在热工领域中，热力学第一定律可以用来计算系统在热传递和做功过程中的能量变化。
2. 热力学第二定律热力学第二定律有多种表述方式，其中最著名的是克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
开尔文表述为：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。
热力学第二定律揭示了热过程的方向性和不可逆性。
3. 传热学基本理论传热学主要研究热量传递的规律和方法。
传热的方式主要有三种：热传导、热对流和热辐射。
（1）热传导：是指热量通过物质的分子、原子或电子的运动而传递的过程。
833热工基础
833热工基础
（实用版）
目录
1.热工基础的定义和意义
2.热工基础的主要研究内容
3.热工基础在实际工程中的应用
4.学习热工基础的重要性和方法
正文
热工基础是研究热力学、热传导、热辐射和热力学循环等基本原理的一门学科，是能源科学与工程、化学工程、材料科学与工程等专业的基础课程。
热工基础对于理解热力学系统的宏观和微观行为，以及优化能源转换和利用过程具有重要意义。
热工基础的主要研究内容包括热力学、热传导、热辐射和热力学循环等。
热力学主要研究热力学系统和过程的宏观性质和行为，包括热力学第一定律、热力学第二定律等。
热传导主要研究热量在固体中的传递规律，包括傅立叶热传导定律、热传导的基本方程等。
热辐射主要研究热量在真空中的传递规律，包括斯特藩 - 玻尔兹曼定律、维恩位移定律等。
热力学循环主要研究热力学过程中的能量转换和效率，包括卡诺循环、布雷顿循环等。
热工基础在实际工程中有广泛的应用，例如在能源转换和利用、制冷和空调、化工和石油、材料和制造等领域。
通过热工基础的研究和应用，可以提高能源转换和利用的效率，降低能源消耗和环境污染，促进可持续发展。
学习热工基础对于相关专业的学生和工程师非常重要。
学习热工基础的方法包括理论学习和实践应用。
理论学习可以通过阅读教材、参考书籍、学术论文等，了解热工基础的基本原理和研究方法。
实践应用可以通过实
验、模拟和工程实践等，掌握热工基础的应用技巧和实际经验。
总之，热工基础是一门重要的基础课程，对于理解热力学系统的宏观和微观行为，以及优化能源转换和利用过程具有重要意义。
热工基础-4-(2)-传热-导热基本定律和稳态导热
t1 − q (r1 + r2 + ... + ri )
多层、 多层、第三类边界条件
tf1
∂τ
3.微元体热力学能的增量 = ρ ⋅ c ∂ t d x d y d z
& 4.微元体内热源的生成热 4.微元体内热源的生成热 = Φ d x d y d z
导热微分方程式的导出: 导热微分方程式的导出:
& ∂t ∂ 2t ∂ 2t ∂ 2t Φ = a( 2 + 2 + 2 ) + ρc ∂τ ∂x ∂y ∂z
x t2 δ
带入边界条件
t −t c1 = 2 1 ⇒ δ c2 = t1
o
t 2 − t1 t = δ x + t1 ⇒ d t = t 2 − t1 dx δ
带入Fourier 带入Fourier 定律
t2 − t1 ∆t q = −λ δ = δ λ Φ = ∆t δ ( Aλ )
反映了导热过程中材料的导热能力 热扩散率 a 反映了导热过程中材料的导热能力 λ 与沿途物质储热能力 ρ c 之间的关系 值大， 值小， a 值大 ， 即 λ 值大或 ρ c 值小 ， 说明物体某部分 获得的热量能在整个物体中很快扩散 热扩散率表征物体被加热或冷却时， 热扩散率表征物体被加热或冷却时，物体内各部 物体被加热或冷却时 分温度趋向于均匀一致的能力 在同样加热条件下，物体的热扩散率越大， 在同样加热条件下，物体的热扩散率越大，物体 内部各处的温度差别越小。 内部各处的温度差别越小。
1. 几何条件
说明导热体的几何形状和大小 如：平壁或圆筒壁；厚度、直径等 平壁或圆筒壁；厚度、
2. 物理条件
说明导热体的物理特征 的数值， 如 ： 物性参数 λ 、 c 和 ρ 的数值 ， 是否随 温度变化；有无内热源、大小和分布； 温度变化；有无内热源、大小和分布；是否 各向同性
热工基础知识教案模板范文
课时：2课时年级：高中教材：人教版《物理》教学目标：1. 知识目标：使学生掌握热工基础知识，包括热力学第一定律、热力学第二定律、比热容、热传导、热辐射等概念。
2. 能力目标：培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，提高学生的科学素养。
3. 情感目标：激发学生对热工知识的兴趣，培养学生热爱科学、勇于探索的精神。
教学重点：1. 热力学第一定律和热力学第二定律的应用。
2. 比热容、热传导、热辐射的计算方法。
教学难点：1. 热力学第一定律和热力学第二定律的理解。
2. 热传导和热辐射的计算。
教学过程：第一课时一、导入1. 回顾上一节课的内容，引导学生回顾热学的基本概念。
2. 提出本节课的学习目标，让学生明确学习重点。
二、新课讲授1. 热力学第一定律（1）讲解热力学第一定律的概念和公式。
（2）举例说明热力学第一定律在实际问题中的应用。
2. 热力学第二定律（1）讲解热力学第二定律的概念和公式。
（2）举例说明热力学第二定律在实际问题中的应用。
三、课堂练习1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 针对难点问题进行讲解和解答。
第二课时一、复习导入1. 复习上一节课所学内容，检查学生对知识的掌握情况。
2. 引导学生回顾热传导和热辐射的概念。
二、新课讲授1. 比热容（1）讲解比热容的概念和计算方法。
（2）举例说明比热容在实际问题中的应用。
2. 热传导（1）讲解热传导的概念和计算方法。
（2）举例说明热传导在实际问题中的应用。
3. 热辐射（1）讲解热辐射的概念和计算方法。
（2）举例说明热辐射在实际问题中的应用。
三、课堂练习1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 针对难点问题进行讲解和解答。
四、总结1. 回顾本节课所学内容，强调重点和难点。
2. 鼓励学生在课后继续学习和探究热工知识。
教学评价：1. 课堂提问和练习，检查学生对知识的掌握情况。
2. 课后作业，巩固所学知识。
3. 学生对热工知识的兴趣和积极性。
904热工基础考研大纲
904热工基础考研大纲
904热工基础考研大纲主要包括以下内容：
一、热力学基础
1. 热力学基本概念及第一、第二定律；
2. 纯物质的热力学性质，如热容、焓、熵等；
3. 热力学循环和循环效率；
4. 理想气体和实际气体的热力学性质。
二、传热基础
1. 热传导的基本原理和方程；
2. 热辐射的基本原理和方程；
3. 对流换热的基本原理和方程；
4. 多模态传热的基本原理。
三、热工学过程分析
1. 热力系统的能量平衡和物质平衡；
2. 热工过程的热力学分析；
3. 等熵、等焓、等温、等熵流过程的特性和分析方法；
4. 热工过程中能量转化的效率分析。
四、热工学循环
1. 热力系统的热力学循环分析；
2. 热力循环过程中的能量转换特性；
3. 热力循环的增压、减压和再热过程。
五、燃烧与燃烧器
1. 燃烧化学反应的基本原理；
2. 燃烧反应的热力学分析和燃烧热效率；
3. 燃烧器的分类和基本原理；
4. 燃烧器的设计和性能分析。
六、燃料燃烧与能量转化
1. 燃料的基本性质和燃烧过程；
2. 燃料燃烧的能量转化特性和效率；
3. 燃料燃烧的控制与优化。
七、传热器件和换热装置
1. 传热器件的分类和基本原理；
2. 壁面传热器件的设计和分析方法；
3. 换热装置的基本类型和性能分析。
八、制冷与空调技术
1. 制冷循环的基本原理和性能分析；
2. 空调系统的基本组成和工艺分析；
3. 空气调节过程中的传热与换热。
以上为904热工基础考研大纲的一些主要内容，供参考。
1热工基础知识
ξ1、热工基础知识(一)、热力学基础1、温度温度是衡量物体冷热程度的尺度，是物质分子热运动平均动能的度量。
摄氏温标：1个标准大气压下纯水的冰点定为0℃，沸点定为100℃，在这个区域内划分100等分，每1等分为1度，单位为℃。
用t表示。
华氏温标：1个标准大气压下纯水的冰点定为320F，沸点定为2120F，在这个区域内划分180等分，每1等分为1度，单位为0F。
用t1表示。
t1=1.8t+32 (0F)绝对温标：又称热力学温标，每一度大小与摄氏温标相等，起点为物质内分子热运动完全停止时温度（-273.15℃），单位为K。
用T表示。
T=t+273.15(K)2、压力1 bar 巴 =100000 pa 帕斯卡=0.1MPa1 psi 磅/平方英寸=0.0703 kgf/cm21 kgf/cm2 千克力/平方厘米 =98000 pa 帕1 mm aq. 毫米水柱=9.8 pa 帕1 mm hg 毫米汞柱=133.28 pa 帕1 m H2O 米水柱=9800 pa 帕=0.1 kgf/cm2 千克力/平方厘米工程上常将1大气压（B）看成1个工程大气压或0.1MPa,即B=1kgf/cm2,或B=0.1MPa 表压：通过压力表读出的压力，为绝对压力减当地大气压。
真空度：压力比大气压低的程度。
真空度=B-绝对压力3、热能：分子热运动强度的度量，是依靠温差传递的能量。
用Q表示1kcal=4.1868kJ1 kcal/h 大卡/时=1.163 W 瓦1 kW千瓦=860 kcal/h 大卡/时1 btu/h 英制热量单位/时=0.293 W瓦4、比热：单位质量的物质温度每升高或降低1K所需要加入或放出的热量。
定压比热Cp：气体在加热或冷却时，如果保持压力不变，则其比热称为定压比热。
物体的吸(放)热量：Q=mCp(t2-t1)定容比热Cv ：气体在加热或冷却时，如果保持体积不变，则其比热称为定容比热。
Cp>Cv绝热指数k：气体的定压比热与定容比热之比为气体的绝热压缩指数，k=Cp/Cv5、理想气体状态方程：pV=mRTR：气体常数，8314/气体分子量，空气为287J/(kg.K)p：Pa，帕V：m3m：kgT：K等温过程，等压过程，等容过程绝热过程：气体状态发生变化时，与外界不发生热量交换的过程称为绝热过程。
热工基础-传热学篇
（1） 温度场(temperature field)
在 时刻，物体内所有各点的温度分布称
为该物体在该时刻的温度场。
21
一般温度场是空间坐标和时间的函数，在 直角坐标系中，温度场可表示为
t f x, y, z,
非稳态温度场 ：温度随时间变化的温度场， 其中的导热称为非稳态导热。
导热现象发生在固体内部，也可发生在 静止的液体和气体之中。
本书不讨论导热的微观机理，只讨论热 量传递的宏观规律。
2
最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热 特点：1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；
2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；
3.平壁温度不随时间改变；
t
4.热量只沿着垂直于壁面的
方向传递。
第二篇 传热学
第八章 热量传递的基本方式
热量传递有三种基本方式 热传导 (thermal conduction) 热对流 (thermal convection) 热辐射 (thermal radiation)
1
8－1 热传导
热传导（简称导热）
在物体内部或相互接触的物体表面之 间，由于分子、原子及自由电子等微观粒 子的热运动而产生的热量传递现象。
11
热辐射的主要特点：
（1）所有温度大于0 K的物体都具有发射热辐 射的能力，温度愈高，发射热辐射的能力愈强。
发射热辐射时：内热能 辐射能 ；
（2）所有实际物体都具有吸收热辐射的能力， 物体吸收热辐射时：辐射能 内热能 ；
（3）热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传
播；
（4）物体间以热辐射的方式进行的热量传递是
第八章小结
重点掌握以下内容：
（1）热传导、热对流、热辐射三种热量传 递基本方式的机理及特点；
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导热是指物体各部分无相对位移或者不同的物
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无机非金属材料热工基础
1.1 导热基本定律－傅立叶定律
• 傅立叶在研究固体导热现象时确定：单位时间内传递的热流量Q，
与温度降度以及垂直于导热方向的截面积F成正比。
t Q F （W） n
t q n
一样，温差是传热过程的推动力，所以在传热学中也将温差称为温压。公 式中的 Rt 为传热过程的阻力，称为热阻（℃/W）； t 是传热总面 R F 积的热阻； Rt ' 为单位面积的热阻（m2•℃/W）。当在传热路径上传 热面积沿途不变时，可以采用单位热阻，但当传热面积沿途变化时，则以
t f ( x, y, z)
（2－3）
此时温度场称为稳定温度场，所进行的传热为稳定传热。 例如隧道窑的窑墙、窑顶、各点温度虽然不同，但均 不随时间改变，因此属于稳定温度场，通过窑墙、窑顶的 传热为稳定传热。 • 如果温度场随时间改变，则称为不稳定温度场，所进行的 传热为不稳定传热。
t f ( x, y, z, )
阻较大的部分。如果各材料的导
热系数相差不大，可近似认为热 流沿垂直壁面的方向平行地通过
壁内。
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通过复合壁一维串联和并联的热传 导以及模拟电路
无机非金属材料热工基础 此复合平壁导热仍按照下式进行计算：
Q
t1 tn 1
R
i 1
n
（W）
t
总热阻
R 可按照串联、并联电路的计
t f ( x, y, z, )
（2－1）
上式为温度场的数学表达式。 即：温度场就是指某一瞬间物体（空间）各点温度分布的总和。 温度场一维表达式为：
t f ( x, )
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（2－
无机非金属材料热工基础 • 稳定传热与不稳定传热： • 如果温度场不随时间改变，则公式可写成：
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无机非金属材料热工基础 • 热阻概念：热量的转移是自然界中一种常见的转移过程， 在其基本规律方面，同另外的一些转移过程的规律进行 分析、比较，充分揭示相互之间的类同之处，是研究转 移过程的一种行之有效的方法。 公式（5）以及（6）可以表示为：
q
t1 t2
t ' Rt
• 通过F平方米面积所传导的热流量为
Q qF ( t1 t2 )F
（W） （6）
平壁内距内表面距离x处温度的计算： 将（3）式和（5）式代入（2）式，经整理得：
t x t1 (
t1 t2
)x
（7）
当材料的导热系数为常数时，单层平壁内温度的分布呈直线。 图 2－2 单层平壁导热
流动的流体与固体壁面相接触时所发生的热量传输过程称 为对流给热，简称给热。
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无机非金属材料热工基础 3）辐射 定义：是以电磁波（或者光量子）方式进行能量的传递， 热辐射不依靠常规物质的接触而进行热量的传递。 热辐射与导热、对流给热有着本质的区别： 导热和对流给热是不同温度的物体直接接触时发生的
式中：Rt1
Rt 2
（W） （3）
1 ――第一层导热热阻，℃/W； 1 F
3 Rt 3 ――第三层导热热阻，℃/W。 3 F
2 ――第二层导热热阻，℃/W； 2 F
R
t
Rt1 Rt 2 Rt 3 是三层平壁的总热阻，这和电阻串联的原理是
一样的，在串联电路里，总电阻为各串联电阻之和，而热流量Q通过 三层平壁所遇到的总热阻是三层热阻之总和。 高温材料与镁资源工程学院
（2－5）
对于每单位时间，通过每单位面积所传递的热流量，可表示为
（W/m2）
（2－6）
这就是傅立叶公式的数学表达式。式中：
q――单位时间通过单位面积的热流量，称为热流密度 （热流通量），热流密度也是个向量，它的正方向是朝向 温度降落的一面，即和温度梯度方向相反。 ――材料导热系数，也称为热导率。
ti 1 t1 Q( Rt1 Rt 2 Rti )
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（5）
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1.2.3 复合平壁的导热
前面所讨论的多层平壁，每一
层都由同种材料构成，但在工程 上也会遇到如图所示的复合平壁， 由于不同材料的热阻不同、热流 的分布不均匀，因此经过热阻较 小的部分传递的热流量要多于热
m 0 btm
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• 1.2.1通过单层平壁导热 设有一同质单层平壁，如图所示，其厚
度为1.2 平壁导热 ，两个表面各维持一定的温度，分
别为 t 1 和 t 2 ，且 t1 > t 2 ，材料的导热系数 为常数，平壁温度只沿x方向变化，在这种 情况下，温度场是一维的，所有的等温面都是平 面，并且垂直于x轴。为求得通过该平壁的热 流密度以及平壁内的温度分布，可在距内表面 x处取一厚度为dx的薄层，对于一维稳定导热 傅立叶定律可表示为：
i 1 t
n
算方法得到。 如果复合壁内材料的导热系数相差较大，则仍可用 上述方法计算总热阻，然后再参考有关资料加以修正。
（1）
移项可得：
QRt1 ( t1 t2 ) QRt 2 ( t2 t3 ) QRt 3 ( t3 t4 )
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（2）
无机非金属材料热工基础 将（2）式各项相加，并整理得通过该平壁热流量计算公式：
t1 t4 t Q Rt1 Rt 2 Rt 3 Rt
1.2.2 通过多层平壁导热 层平壁，层与层之间彼此紧密
接触，壁面很大，视温度仅沿x
方向变化。如图所示。每层厚
度分别为 1 , 2 , 3 ，导热系数 分别为 1 , 2 , 3 ，并且均为常 数，多层壁内外表面温度分别 为t1和t4，且 t1> t4，层与层之间
图2－3 多层平壁导热
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第二部分
传热学
（热量传输)
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基本概念：
1）导热
定义：指物体各部分无相对位移或者不同物体直接接触，
依靠物质分子、原子、自由电子等微观粒子热运动而进行的 热量传递现象。 2）对流
定义： 对流传热是由于流体在运动过程中质点发生相对
位移而引起的热量转移。
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无机非金属材料热工基础 根据傅立叶定律得：
Q (W / m0c ) t ( )F n
• 可见导热系数就是当物体内温度降度为1℃/m，单位时间内 通过单位面积的热流量，导热系数的大小标志着物质的导 热能力。 • 耐火材料、建筑材料及隔热保温材料，它们的导热系数值 在0.025～4W/m•℃之间，其中导热系数小于0.25的材料称 为绝热材料。该类材料的特点是内部具有较多的孔隙，热 量通过材料实体和孔隙两部分进行传递。通过实体的部分 是靠固体的导热，而通过孔隙的部分是以辐射以及其中介 质的导热和对流的复杂方式进行的。因此各种材料的导热 系数相差很大，而同一种材料还受到结构、湿度、温度等 因素的影响。
dt q dx
（1）
图 2－2
单层平壁导热
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无机非金属材料热工基础 • 将上式分离变量并积分得
t q xC
（2）
所得的积分常数 C 由边界条件确定 当 x 0, t t1 ，代入（2）式得
C t1
（3）
当 x , t t 2 ，代入（2）式得
t Rt
（8）
Q
t1 t2
F
（9）
图 2－2 单层平壁导热
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• 上述两个公式可以与电学上的欧姆定律 I
U 相比拟，可以看出，他们 R 在形式上是相类似的。公式中的热流量Q或者热流密度q相当于电流I，温
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度差
t 对应于电位差U，有温度差就有热量的传递，就像导线中有电流
t 2 t1 q
（4）
q
将（4）式整理得
(t1 t 2 )
（W/m2） （2－11） 图 2－2 （5） 单层平壁导热
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无机非金属材料热工基础 • 从上式可以看出，通过单层平壁每单位时间、单位面积所 传导的热量与材料的导热系数、内外表面温度差成正比， 与平壁厚度成反比。
的温度为t2和t3。
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无机非金属材料热工基础 • 因为稳定导热，各层温度都不随时间变化，通过各层的热 流量也不随时间改变，因此通过各层的热流量可以表示为：
1 1 Q ( t1 t2 )F ( t1 t2 ) 1 Rt1 2 1 Q ( t2 t3 )F ( t 2 t3 ) 2 Rt 2 3 1 Q ( t3 t4 )F ( t3 t 4 ) 3 Rt 3
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无机非金属材料热工基础 • 实验证明，大多数耐火材料和建筑材料的导热系数与温度 都近似呈直线关系而且是随着温度升高而增大的。但也有 一些材料（如镁砖、镁铬砖），其导热系数随温度升高而 降低。导热系数和温度的关系可表示为：
t 0 (1 t )
或
（2－8） （2－9）
采用总面积的热阻较为方便。 • 将热量转移与电量转移的基本规律相比较可得出如下共同规律： 过程的动力 过程的转移量＝ 过程的阻力 • 热阻是传热学中的一个基本概念，热阻分析的方法在解决各类传热问题时 应用甚广，必须予以重视。 高温材料与镁资源工程学院
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