传热学-总复习
传热学复习资料汇总
传热学复习资料汇总一、名词汇总1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各局部之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。
4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为外表对流传热，简称对流传热。
5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。
同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。
这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为外表辐射传热，简称辐射传热。
6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。
7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。
辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。
复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。
数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。
11．温度场：某一瞬间物体内各点温度分布的总称。
一般来说，它是空间坐标和时间坐标的函数。
12．等温面(线)：由物体内温度相同的点所连成的面〔或线〕。
13．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。
14．热导率：物性参数，热流密度矢量与温度降度的比值，数值上等于 1 K／m 的温度梯度作用下产生的热流密度。
热导率是材料固有的热物理性质，表示物质导热能力的大小。
传热复习
《传热学》概论一、名词解释1．热流量：单位时间内所传递的热量2．热流密度：单位传热面上的热流量3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。
5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。
同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。
这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。
7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。
对流传热系数表示对流传热能力的大小。
8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。
辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。
9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。
复合传热系数表示复合传热能力的大小。
10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。
数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。
二、填空题1．热量传递的三种基本方式为、、。
（热传导、热对流、热辐射）2．热流量是指，单位是。
热流密度是指，单位是。
（单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2）3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。
(热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数) 4．总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为。
（Rt=1/K）5．稳态传热过程是指。
传热学复习资料（全）
传热学复习资料（全）0.2.1、导热（热传导） 1 、概念定义：物体各部分之间不发⽣相对位移或不同物体直接接触时，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。
3、导热的基本规1 ）傅⽴叶定律 1822 年，法国数学家如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。
考察x ⽅向上任意⼀个厚度为dx 的微元层律根据傅⾥叶定律，单位时间内通过该层的热流量与温度变化率及平板⾯积A 成正⽐，即式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反式中是⽐例系数，称为热导率，⼜称导热系数，负号表⽰热量传递的⽅向与温度升⾼的⽅向相反。
2 ）热流量单位时间内通过某⼀给定⾯积的热量称为热流量，记为，单位 w 。
3 ）热流密度单位时间内通过单位⾯积的热量称为热流密度，记为 q ，单位 w/ ㎡。
当物体的温度仅在 x ⽅向发⽣变化时，按傅⽴叶定律，热流密度的表达式为:说明：傅⽴叶定律⼜称导热基本定律，式（1-1）、（1-2）是⼀维稳态导热时傅⽴叶定律的数学表达式。
通过分析可知：（1）当温度 t 沿 x ⽅向增加时，＞０⽽ q ＜０，说明此时热量沿 x 减⼩的⽅向传递；（2）反之，当 <0 时， q > 0 ，说明热量沿 x 增加的⽅向传递。
4 ）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 ·℃ )。
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。
5) ⼀维稳态导热及其导热热阻如图1-3所⽰，稳态 ? q = const ，于是积分Fourier 定律有：dxdt Aλ-=Φ⽓体液体⾮⾦属固体⾦属λλλλ>>>导热热阻,K/W 单位⾯积导热热阻，m2· K/W 0.2.2、热对流1 、基本概念1) 热对流：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。
传热学总复习试题及答案
总复习题基本概念 :•薄材 : 在加热或冷却过程中 , 若物体内温度分布均匀 , 在任意时刻都可用一个温度来代表整个物体的温度 , 则该物体称为 ----.•传热 : 由热力学第二定律 , 凡是有温差的地方 , 就有热量自发地从高温物体向低温物体转移 , 这种由于温差引起的热量转移过程统称为 ------.•导热 : 是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时 , 发生的热量传输的现象 . 物体各部分之间不发生相对位移，仅依靠物体内分子原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递成为热传导简称导热•对流 : 指物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象 . 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，冷热流体相互渗混所导致的热量传递过程•对流换热 : 指流体流过与其温度不同的物体表面时 , 流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为 ------.•强制对流 : 由于外力作用或其它压差作用而引起的流动 .•自然对流 : 由于流体各部分温度不同 , 致使各部分密度不同引起的流动 .•流动边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零 , 而在这一流层外 , 流体的速度基本达到主流速度 . 这一流体层即为 -----.•温度边界层 : 当具有粘性的流体流过壁面时 , 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的温度迅速变化 , 而在这一流层外 , 流体的温度基本达到主流温度 . 这一流体层即为-----.•热辐射 : 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程称为 ------. 物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程成为热辐射•辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量 .•单色辐射力 : 物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的波长在λ -- λ +d λ范围内的辐射能量 .•立体角 : 是一个空间角度 , 它是以立体角的角端为中心 , 作一半径为 r 的半球 , 将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方 r 2 的比值作为 ------ 的大小 .•定向辐射强度 : 单位时间内 , 在单位可见面积 , 单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为 ----.•传质 : 在含有两种或两种以上组分的流体内部 , 如果有浓度梯度存在 , 则每一种组分都有向低浓度方向转移 , 以减弱这种浓度不均匀的趋势 . 物质由高浓度向低浓度方转移过程称为----.•分子扩散传质 : 静止的流体中或在垂直于浓度梯度方向作层流流动的流体中的传质 , 有微观分子运动所引起 , 称为 ----.•对流流动传质 : 在流体中由于对流掺混引起的质量传输 .•有效辐射 : 单位时间内 , 离开所研究物体单位表面积的总辐射能 .•灰体 : 单色吸收率 , 单色黑度与波长无关的物体 .•角系数 : 有表面 1 投射到表面 2 的辐射能量 Q 1 → 2 占离开表面 1 的总能量 Q 1 的份数 , 称为表面 1 对表面 2 的角系数 .•辐射换热 : 物体之间通过相互辐射和吸收辐射能而产生的热量交换过程 .填空题 :•当辐射投射到固液表面是表面辐射，投射到气体表面是 ---------- 辐射。
《传热学》复习
《传热学》复习一、思考题1、 试述导热系数、对流换热系数、传热系数的物理意义。
2、 试说明物体内的等温线为何不能相交？热流线能否相交？3、 有一正圆台的四周绝热，顶面温度高于底面，试作出定性等温面与热流线。
4、 一条暴露在大气中的热管道与外界通过哪些方式进行传热？5、 内径相同时，同种材料的厚壁管是否一定比薄壁管的热损失小？试举例说明。
6、 设冬天室内温度为1f T ，室外温度为2f T ，试针对下列情况画出从室内经砖墙到室外的温度分布示意曲线：（1） 室外平静无风；（2） 室外挂大风，冷空气以较大流速吹过砖墙表面；（3） 如果再考虑砖墙与周围环境之间的辐射换热，则温度分布将如何变动？为什么？7、 在夏天，室内保持20℃的室温，穿短裤、凉鞋和衬衫也感到舒服，而到冬天，室内保持同样温度，这时人们穿厚的运动衫才能感到舒服。
试说明原因。
8、 说明下列各式所描述的物理现象：（1）02=∇T ； （2）022=Φ+ dxT d k ； （3）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=∂∂2222y T x T a t T 9、 试说明固体导热第三类边界条件式()wf w n T k T T h ∂∂-=-中各项的含义，并说明在什么情况下，第三类边界条件可变为第一类边界条件。
10、 试述非稳态导热差分方程式的稳定性判据。
11、 试比较一维稳态导热和一维非稳态导热的差分方程式。
非稳态导热和稳态导热的差分方程式的求解有何区别？12、 平板、圆管、圆球及翅片各在什么情况下可以按一维稳态导热计算？13、 在推导圆筒壁稳定导热的计算式时作了哪些假设？为什么在运用傅里叶定律中不用热流密度来表示？14、 某热力管道采用两种不同材料的组合保温层，两层厚度相等，第二层的算术平均直径两倍与第一层的算术平均直径，而第二层材料的导热系数仅为第一层材料的一半。
如果把两层材料相互调换，其他情况不变，问每米长管道热损失将如何变化？15、 一厚度为δ的无限大平板，其导热系数k 不变，平板内具有均匀内热源Φ，平板一侧绝热，另一侧与温度为T f 的流体对流换热，换热系数为h ，试写出这一稳定导热过程的完整数学描述。
传热学复习
第一章绪论1、热流量(heat transfer rate)单位时间内通过某一给定面积的热量2、热流密度(heat flux ):通过单位面积的热流量。
3、热对流(heat convection):流体的宏观运动引起的流体各部分之间的相对位移，冷热流体相互渗透导致的热量传递过程。
4、对流传热(convective heat transfe):流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程。
自然对流(natural convection):流体冷热部分的密度不同引起。
强制对流(forced convection)：流体的流动是由于水泵风机或其他压差作用热辐射(thermal radiation)：因热的原因发出辐射能辐射传热(radiation heat transfer是指物体辐射与吸收过程的综合结果。
黑体Black body:能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。
10、传热过程overall heat transfer process：)是热量在被壁面隔开的两种流体之间的热量传递过程。
11、传热系数k(overall heat transfer coefficient)12、牛顿冷却公式h=表面传热系数convection heat-transfer eoeffieient, W/m2・°Celectromag netic radiati on 电磁辐射vacuum 真空con versi on 转换斯忒藩-玻耳兹曼定律Stefan-Boltzmann Law Stefa n-Boltzma nn con stant£ - emissivity 发射率(黑度) Stefa n-Boltzma nn con sta nt_8 2 4 - 5.67 10 W/m K稳态传热steady-state heat transfer热阻Thermal resista nee第二章稳态热传导Steady-state heat con duct ion1、温度场Temperature field绝热材料Heat insulating materials2、热扩散率thermal diffusivity , m2/s3、边界条件Boundary Conditions4、一维稳态导热One-dimensional steady state heat conduction5、单层平壁Single plane wall So：(t2 "t i)6单层圆筒壁t 2=t i-q「'i十?n^ln(r/r i)R =ln( J rj _ ln( d? d i) 一2- - l5、6、7、8 过余温度 excess temperature 日 =t _ t^九A ce总 ch[m(H - x)] 0ch (m H )18 "°ch(mH)(atX —H )7 肋片 Fin --- extended surface on circular tube or plane wall 依附于基础表面的扩展 表面 矩形的rectangular2 hP①=XAd6dxhP= ---- 日 0th (m H )」m9肋效率Fin efficiency :实际散热量：假设整个肋表面处于肋基温度下得散热量第三章 非稳态导热Un steady heat co nduction 温度随时间变化的导热1正规状况阶段regular regime 不受初始温度的影响 Initial condition 初始条件 Boundary condition 边界条件 2 毕渥数 Biot Number h 心； R Bi = ---- = —— = —z九 仃h R h3、 集中参数法 Lumped-heat-capacity method4、 傅里叶数 Fourier number 指数曲线 exponential curve 时间常数 time constant5、 热电偶thermocouple 适用性，适用范围 即plicability 特征长度 characteristiclen gth丄 丄一a (V/A)2t - J _e-[hA/FcVkFot ° - t :：时间常数：When . - ：?cV/ hABi =— -0.16 海斯勒图 Heisler Charts Fo>0.27、 离散方程 discretization equation 内节点 inner grid points 8、 热平衡法 Thermal balanee method9、- 0ewns■日-r = exp 「BV F O V )-0 t -tot t• Im4,n m,ny x△ x=巴. 次人门1-t mn :吕!匸！mn =0xyyJJ1 J a・r —f1 *--1 -m ，n -im’nr 1 Im-1,nm+1,n2・t1 (2 t t2 xcwX n 、0【mn = ；(2tm」,n +°门屮 +[mnj + 十丿=U4丸 k夕卜部角点 the exterior corner node2・t=l(t= +t + Xfn + 24 xqim,nm -1,nm,n -122九 人内部角点 the interior corner node第五章对流传热1、强制对流 forced convection 自然对流 natural/free convection 相变 phase change 层流 laminar 湍流 turbulent 管束 tube banks 竖向的 vertical 水平的 horizontal 局部表面传热系数 local convective heat transfer coefficient 粘性 viscous 质量流量 mass flow 焓 enthalpy 动量 momentum2流动边界层Flow boundary layer ：流体的速度随着离开壁面距离的增加急剧增 加，经过一个薄层后速度增长接近主流速度。
9传热学-总复习
Φ
2
rlq
tw1 ln( r2
tw2 r1 )
tw1 tw2 R
W
2 l
Φ tw1 tw(n1)
n
i1
1
2i
L
ln
ri1 ri
ql
tw1 tw(n1)
n
i1
1
2i
ln
ri1 ri
W W m
x2 dx t2 (t)dt
x1 A(x)
t1
求解变截面变 导热系数的通
式
e e m(Hx)
(1) 通过炉墙的热流密度； (2) 两层接触面的温度。
解：根据题意以及已知条件有
q
tw1 tw3
1 2
700 0.2
900 0.2
732 .3
1 2 0.6 0.4
W/m2
q
tw1 tw2
1
1
tw2
t w1
q 1 1
700
732 .3
0.2 0.6
456
℃
在涉及热传导和热对流的传热过程中，热阻是一个
（2）非稳态导热过程中导热体自身参与吸热（或放热），即 导热体有储热现象，所以即使对通过平壁的非稳态导热来说， 在与热流方向相垂直的不同截面上的热流量也是处处不等的， 而在一维稳态导热中通过各层的热流量是相等的。
（3）非稳态导热过程中的温度梯度及两侧壁温差远大于稳态 导热。
两个不同的阶段： 非正规状况阶段：初始温度 正规状况阶段：边界条件及物性参数
温度梯度：等温面法线方向的温度变化率矢量
热导率数值上等于在单位温度梯度作用下物体内所产生的 热流密度矢量的模
保温材料：国家标准规定，温度低于350摄氏度时热导 率小于0.12W/(mK) 的材料（绝热材料）
传热学--复习
第9章 辐射传热的计算
角系数：表面1发出的辐射能中落到表面2上的百分数称为表面1对表面
2的角系数，用符号X1,2 表示。
n 1 j x1 j 1 ② 完整性：对于n个面组成的封闭系统 j 1 1 j 1 n
① 相对性
A1 X 1, 2 A2 X 2,1
③可加性：
X 1.2 X 1, 2 a X 1, 2b
J1
J2
s A1 X 1,2 ( Eb1 Eb 2 )
s
1 1 1 1 X 1,2 1 X 2,1 1 1 2
Eb 2
表面辐射热阻
1 A1 X 1,2
ห้องสมุดไป่ตู้
1 2 2 A2
系统黑度
(或称为系统发射率)
1 1 A1 1 1 1 A2 2
kAtm qm1c p1 t1 t1 qm 2 c p 2 t2 t2
qm
4
d 2 u
传热强化与削弱：目的、途径
传热学复习
考试时间：元月2日（周四）晚7:00 考试地点：G2202
题型： 填空题：3'10 选择题：2'10 简答题：5' 3 计算题：35'
传热学复习—问答
导热
1.傅里叶导热定律的内容并写出其数学表达式？ 2. 导热系数与导温系数的物理意义？ t 2t 2t 2t 2 2 2 c x y z c 3. 导热微分方程的简化？
对流
1. 对流换热的影响因素？ Nu c Re m Pr n (m 0, n 0) 2. 粘性大的流体一般Pr数也较大，由特征数关联式
传热学复习资料
一、名词解释 1、稳态导热是指系统中各点的温度不随时间而改变的导热过程 2、非稳态导热是指系统中各点的温度随时间而改变的导热过程 3、导热系数（热导率） 用λ表示，n xt q∂∂=λ，单位)*/(K m W ，是物性参数。
数值上等于在单位温度梯度作用下物体内热流密度矢量的模。
表征材料的热传导的能力大小，与材料的种类和材料的温度等因素有关系。
4、温度边界层 在固体表面附近，流体的温度发生剧烈变化的这一薄层就称为温度边界层（或热边界层）。
一般规定，流体与壁面的温度差达到流体主体与壁面的温度差的99％处到壁面的距离，为温度边界层的厚度δt 。
即温度边界层外边界处的温度应满足下式： (T －T w)=0.99(T f －T w) 5、速度边界层 在固体表面附近，流体的速度发生剧烈变化的这一薄层就成为速度边界层。
一般规定，流体与壁面的速度差达到流体主体与壁面的速度差的99％处到壁面的距离，为速度边界层的厚度δt 。
即速度边界层外边界处的速度应满足下式：%99/=∞u u 6、传热过程热量由壁面一侧流体通过壁面传递到壁面另一侧流体的过程7、表面传热系数用h 表示，以前常称为对流换热系数，单位是)*/(2K m W ，数值上等于冷热流体在单位温度差作用下、单位面积上的热流量的值，是表征传热过程强烈程度的标尺。
h 的大小与诸多的因素有关。
9、污垢热阻表示换热设备传热面上因沉积物而导致传热效率下降程度的数值，即换热面上沉积物所产生的传热阻力，单位为 ㎡·K / W 。
10、接触热阻 两块靠近的板，在未接触的界面之间的间隙中经常充满空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层。
这种与两固体表面真正接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。
11、定型尺寸确定某一结构形状大小的尺寸称为定型尺寸。
12、定性温度定性温度是用于确定特征数中流体物性的温度。
13、普朗特数用Pr 表示，ανδδ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=3Pr t （ν是动量传递系数，α是热量传递系数），表征了流动边界层与热边界层的相对大小，动量扩散系数与热量扩散系数的一种能力的比值。
传热学总复习
一、热量传递的三种基本方式－－导热、对流、热辐射： 1、概念：1）基本概念：ⅰ）、导热的概念：物体各部分之间不发生相对位移，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。
ⅱ）、对流的概念：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 ⅲ）、热辐射：物体因热的原因发出辐射能的现象2）、传热的机理：ⅰ）导热依靠微观粒子的热运动：分子、原子的相互碰撞、晶格的振动等ⅱ）对流依靠流动的宏观运动：流体的相互位移或掺混ⅲ）热辐射：发射电磁波 2、热量传递的三个基本公式 1）导热的傅里叶定律（一维）：Φ－热流量（单位时间通过某一给定面积的热量),单位W q —单位时间内通过单位面积的热流量，单位W/m2 2) 对流换热的牛顿冷却定律： Ⅰ、对流换热：对流伴随有导热的现象 Ⅱ、牛顿冷却定律流体被加热时： 流体被冷却时： h —表面传热系数，与过程有关。
单位W/m2.K 3、热辐射（斯忒藩－玻尔兹曼定律)： （σ-斯忒藩－玻尔兹曼常量（黑体辐射常数）σ=5.67×10-8 W/(m2.K4) 实际物体热辐射量： 二、传热过程：1、 传热过程的概念：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。
2、传热过程热流量的计算：3、传热系数（单位W/m2.K)：三、热阻：串联环节的总热阻等于各分热阻之和，且稳态时， 各环节的热流量相等。
第二章 导热基本定律及稳态导热一、温度场、等温面、等温线、温度梯度的意义等温线的特点：物体中的任一条等温线要么形成一个封闭的曲线，要么终止在物体表面上，而不会与另一条等温线相交。
温度梯度：空间某点的温度的变化率。
二、导热的基本定律、意义 1)(1dxdt λAΦ--=dxdt A q λ-=Φ=t Ah t t Ah f w ∆=-=Φ)(t Ah t t Ah w f ∆=-=Φ)(4T A σ=Φ4T A σε=ΦtAk h h t t A f f ∆=++-=Φ212111λδ21111h h k ++=λδ2121222*********Ah A Ah t t Ah t t A t t Ah t t f f f w w w w f ++-=-=-=-=Φλδλδn nt gradt ∂∂=∂t1、导热基本定律（傅里叶定律）：2、傅里叶定律的意义：揭示了连续温度场内每一点的温度梯度与热流量间的联系。
传热学复习资料
传热学复习资料第一章概论一、名词解释热流量是单位时间内传递的热量，热流密度是单位传热面上的热流量。
导热是指物体内部温度差或不同温度物体接触时，物质微粒的热运动传递热量的现象。
对流传热是流体通过固体壁的热传递过程，包括表面对流传热和导热。
辐射传热是物体向周围空间发出和接收热辐射能的过程。
总传热过程是指热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程。
对流传热系数、辐射传热系数和复合传热系数分别表示对流传热能力、辐射传热能力和复合传热能力的大小。
总传热系数表示总传热过程中热量传递能力的大小。
二、填空题1.热量传递的三种基本方式为热传导、热对流、热辐射。
2.热流量是指单位时间内传递的热量，单位为W；热流密度是指单位传热面上的热流量，单位为W/m2.3.总传热过程是指热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数表示它的强烈程度。
4.总传热系数是指传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，单位为W/(m2·K)。
5.导热系数的单位是W/(m·K)，对流传热系数的单位是W/(m2·K)，传热系数的单位是W/(m2·K)。
6.复合传热是指复合传热系数等于对流传热系数和辐射传热系数之和，单位为W/(m2·K)。
7.单位面积热阻rt的单位是K/W，总面积热阻Rt的单位是m2·K/W。
8.单位面积的导热热阻可以表示为m2·K/W或K/W。
9.单位面积的对流传热热阻可以表示为1/h。
10.总传热系数K与单位面积传热热阻rt的关系为rt=1/K。
11.总传热系数K与总面积A的传热热阻Rt的关系为Rt=1/KA。
12.稳态传热过程是指物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。
13.非稳态传热过程是指物体中各点温度随时间而改变的热量传递过程。
14.某燃煤电站过热器中，烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/(m2·K)，对流传热系数为270W/(m·K)，其复合传热系数为100 W/(m2·K)。
传热学(期末复习专用)总结
1）根据对流换热时是否发生相变分：相变对流换热和单相对 流换热。 2）根据引起流动的原因分：自然对流和强制对流。 对流换热的基本规律 < 牛顿冷却公式 > q ht Aht h —比例系数（表面传热系数），单位 W/ m 2 K 。 h 的物理意义：单位温差作用下通过单位面积的热流量。 一般地，就介质而言：水的对流传热比空气强烈； 就传热方式而言：有相变的强于无相变的；强制对流强于自然 对流。 3.热辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。因热 的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。 辐射传热 ：辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行 的物体间的热量传递称辐射传热。
传热过程：热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过 程称传热过程。 传热过程三个环节：1.从热流体到壁面高温侧的热量传递；2.从壁面 高温侧到壁面低温侧的热量传递；3.从壁面低温侧到冷流体的热量传递。 传热过程越强烈，传热系数越大，反之则越小。 A(t f 1 t f 2 ) 1 k 1 1 Ak (t f 1 t f 2 ) Ak t 1 1 h1 h2 h1 h2
第二章
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 0 时 tw f 态导热，这类边界条件要求给出以下关系式： 2）规定了边界上的热流密度值，称为第二类边界条件。对于 t 非稳态导热， 0 时 ( n ) w f 2 ( ) 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 )
传热学复习总结
u x v 2 2 y x y
（2）边界层微分方程组及其求解（数量级分析法） （3）边界层（附面层）积分方程组及其求解 （4） 雷诺比拟 （5） 相似原理及其相关概念
3 、 计算 （1）管槽 : （注意考虑各种修正） （2）横掠单管和管束:
Ebi J i 求解上面的方程组，再计算净换热量。 i 1 i Ai i
4 、分析 （1）辐射特点（与对流和导热相比） （2）一般意义的辐射与阳光辐射的区别 （3）基尔霍夫定律的条件 （4）黑度对辐射换热系数的影响 （5）减少辐射换热的方法
六、 传热的强化和隔热保温技术
一、 强化传热的原则和强化对流换热的手段
2 、理 论
• 普朗克定律: W/m3 • 维恩位移定律: • 斯蒂芬－玻尔兹曼定律（四次方定律）:
• 兰贝特定律:
• 基尔霍夫定律:
3 、计 算 （1）角系数 • 代数法: (a) 一个方向无限长封闭三凸面
(b) 一个方向无限长任意两凸面
(c) 由角系数定义直接计算 (d) 查表（资料）法 (e) 积分法
传热学复习总结
一、 基本内容 1、 导 热 2、 对 流 3、 辐 射 4、 传热过程 强化与削弱
板式换热器结构 1．固定压紧板 2．连接口 3．垫片 4．板片 5．活动压紧板 6．下导杆 7．上导杆 8．夹紧螺栓 9．支柱
二、导
1、基本概念
• • • • • •
热
导热系数、导温系数(热扩散系数)； 温度场、等温线、绝热线； 稳态与非稳态导热； 初始条件、三类边界条件及其数学表达式； 热阻、接触热阻。 热阻分析法及其条件。
四、 对流与相变换热
1、基本概念 • 边界层（层流、紊流、层流底层、温度边界层） • Pr、Re、Gr的物理概念、数量级， • 定性温度，定性尺度， • 管内层流入口效应和定型段（充分发展）， • 管长修正，温度修正，弯管修正，当量直径， • 膜状凝结，珠状凝结，过冷沸腾，饱和沸腾，核 态沸腾，沸腾换热临界热流密度，烧毁点，大容 器沸腾换热曲线。
传热学总复习提纲
第七章 凝结与沸腾换热
理解膜状凝结和珠状凝结的概念，了解各自形 成的原因，两者一般哪个的对流换热系数大？
大空间沸腾常可分为过冷沸腾和饱和沸腾。其 中饱和沸腾有哪三种基本沸腾状态？
理解饱和沸腾过程与沸腾温差间的关系。
何为“烧毁点”现象。
第八章 热辐射的基本定律
热辐射与导热、对流换热相比较有何特点？ 热辐射与其它电磁辐射有何区别？ 理解黑体、白体、透明体、灰体的概念。 掌握辐射强度、单色辐射强度、辐射力、单色辐 射力、定向辐射力的定义和概念，并能准确指出 它们间的区别和联系。 熟记斯蒂芬-玻尔兹曼定律的表达式，注意其适用 范围。 理解兰贝特定律、基尔霍夫定律。 理解发射率、单色发射率、吸收率、单色吸收率 的定义过程。能指出它们间的区别和联系。
第六章 单相流体对流换热及准则关联式
管内受迫流动换热其流动和换热各可分成哪两段，每段有 何特点。 热进口段与流动进口段长度是否一定相等？如不相等，其 下列情况下两者关系如何？为什么？①Pr=1②Pr>1③Pr<1。 理解物性场（主要是粘度）不均匀对对流换热的影响。 定性了解各状态参数、物性参数和几何参数对h的影响。 能用适当的准则方程式计算对流换热系数。 顺排管与叉排管在其它条件相同时哪个对流换热系数大？ 为什么？ 注意各准则方程式的适用范围、定性温度、定型尺寸。 为什么各实验准则方程式均有一定的适用范围。
第十章 传热和换热器
能进行复合换热的传热计算。 掌握增强或削弱传热的基本途径。 掌握肋壁总效率的定义式和物理意义。能指出其与肋片效 率的区别和联系。 工程中采用肋片增强传热时，一般将肋片加在哪一侧？为 什么？ 有时工程中也有将肋片加在h大的一侧，其目的何在？ 熟记并理解对数平均温压的表达式。 为什么其它条件相同时，逆流平均温差比顺流大？ 换热器的热工计算一般有哪两种类型，哪两种方法？ 掌握效能及传热单元数的定义和物理意义。 LMTD法与-NTU法各适合哪种热工计算？为什么？
《传热学》总复习提纲[1]
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《传热学》总复习提纲[1]《传热学》提纲绪论1．导热、对流及对流换热、热辐射及辐射换热、复合换热及传热过程的概念。
2．三种基本传热方式的联系与区别。
导热基本定律及稳态导热一、导热基本定律1．温度场稳态温度场、非稳态温度场、一维温度场、二维温度场、均匀温度场等概念及数学式。
等温线、等温面概念及特点。
2．导热基本定律（傅里叶定律）1）温度梯度定义式、方向、单位。
2）热流密度、热流量定义、单位。
3）傅里叶定律定义式、各量符号、单位、适用条件及意义。
3．导热系数1）导热系数定义、符号、单位、物理意义。
2）影响导热系数数值的主要因素；保温材料。
二、导热微分方程及定解条件1．导热系数为常数、无内热源、稳态导热的导热微分方程；建立方程时依据的定律。
2．导热问题三类边界条件的语言叙述及数学表达式。
3．导温系数定义、物理意义、与导热系数的异同。
三、通过平壁、圆筒壁、球壳和肋片的一维稳态导热1．平壁的导热单层平壁温度分布、热阻、热流密度、热流量计算及温度分布特点；多层平壁热阻、热流密度、热流量、界面温度计算；串联热阻叠加原则及使用条件。
2．圆筒壁的导热单层圆筒壁温度分布、热阻、热流量、单位管长的导热热流量计算；多层圆筒壁热阻、热流量、单位管长的导热热流量、界面温度计算。
3．球壳的导热球壳温度分布、热阻、热流量计算。
4．肋片的导热肋片的作用、肋片导热的特点；过余温度概念；肋效率定义；温度分布、肋片散热量的计算；套管温度计测温误差原因及降低测温误差措施。
对流换热一、对流换热概说1．研究对流换热的目的、牛顿冷却公式的定义式、符号、意义；表面传热系数与何因素有关。
2．影响对流换热的因素。
3．对流换热的分类。
4．对流换热微分方程与导热问题第三类边界条件的区别。
二、对流换热问题的数学描写（对流换热微分方程组）建立对流换热能量微分方程、质量方程、动量守恒方程的意义。
三、对流换热的边界层1．粘性流体、层流与湍流、层流底层等概念；临界雷诺数及其作用；流体流过平板时的临界雷诺数数值、流体流过圆管时的临界雷诺数数值。
导热部分总复习
v 由傅里叶定律： q -g r a d t [ W m 2 ]可知，
确定热流密度的大小，首先应知道物体内的温度场：
tf(x, y, z, )
2、导热微分方程式
v 理论基础：傅里叶定律 + 热力学第一定律
c t x( x t) y( y t) z( z t) q v
分析：严格地说，肋片中的温度场是三维、稳态、无内热源、 常物性、第三类边界条件导热问题。但由于三维问题比较复杂， 故在忽略次要因素的基础上，将问题简化为一维问题。
导热微分方程：
d2t dx2
hP(t
Ac
t)0
非齐次
引入过余温度 tt，令 m
hP const
Ac
导热问题完整的数学描写：
则有齐次方程：
grat dlim tntn n 0n n
gradtti t jtk x y z
v 热流密度：单位时间、单位面积上所传递的热量； v 不同方向上的热流密度的大小不同。 q W m2
热导率：物体中单位温度梯度、单位时间、通过单位 面积的导热量。
q
-grad t
热导率的数值表征物质导热能力大小。实验测定
Ø进行计算机编程计算获得结果。
y
x
实验解法 Experimental methods
Ø常需要付出较多的人力、物力和财力。对于有许多复杂 影响因素的物理现象，要找出众多变量之间的关系，实验 的次数必然十分庞大。
Ø为减少实验次数，必须在 相似原理的指导下进行实验。 使个别实验得出的结果上升 到代表整个相似组的地位。
当界面上的空隙中充满导热系数 远小于固体的气体时，接触热阻 的影响更突出;但有利于保温。
传热学复习资料
一、名词解释1、导热系数：2、集总参数法：3、肋效率：4、膜状凝结：5、传热系数：6、热对流：7、珠状凝结：8、有效辐射： 二、简答题1、试用传热学术语说明导热问题常见的三类边界条件。
2、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？3、简述毕渥数的物理意义，0→Bi 及∞→Bi 各代表什么样的换热条件？4、P r 数的物理意义是什么？试比较P r ＜1、P r ＞1和P r =1时，速度边界层与温度边界层厚度的相对大小。
5、热扩散系数是表征什么的物理量？它与导热系数的区别是什么？6、空气横掠垂直管束时，沿流动方向管排数越多，换热越强，而蒸汽在水平管束外凝结时，沿液膜流动方向管排数越多，换热强度降低，为什么？7、分别写出N u 、R e 、B i 数学表达式，并说明其物理意义。
8、试从管内强制对流换热的实验关联式4.08.0Pr Re 023.0=Nu 出发，分析强化对流换热的有效措施。
三、计算1、有一厚为20mm 的大平壁，导热系数为1.3W/(m ·K)。
为使每平方米壁面的热损失不超过1500W ，在外表面上覆盖了一层导热系数为0.12W/(m ·K)的保温材料。
已知复合壁两侧温度分别为700℃及50℃，试确定此时保温层的厚度。
2、用热线风速仪测定气流速度的试验中，将直径为0.1mm 的电热丝与来流方向垂直放置，来流温度为25℃，电热丝温度为55℃，测得电加热功率为20W/m 。
假定除对流外其它热损失可忽略不计。
试确定此时的来流速度。
（15分） 已知空气的物性参数：温度25t =℃时，0.0263λ= W/(m ·K)，615.5310v -=⨯m 2/s ，Pr 0.702= 温度40t =℃时，0.0276λ= W/(m ·K)，616.9610v -=⨯m 2/s ，Pr 0.699= 温度55t =℃时，0.0287λ= W/(m ·K)，618.4610v -=⨯m 2/s ，Pr 0.697= 已知关联式：13Re Pr n Nu C =，其中C 和n 的值从下表中查取：Re C n 0.4~4 0.989 0.330 4~40 0.911 0.385 40~4000 0.683 0.466 4000~400000.1930.61840000~400000 0.0266 0.8053、用裸露的热电偶测定圆管中气流的温度，热电偶的指示值1170t =℃，已知管壁温度90w t =℃，气流对热接点的对流传热表面传热系数为50h =W/(m 2·K),热接点表面的发射率0.6ε=。
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q w/(m.k) gradt
2.3 一维稳态导热
2.3.1 平壁稳态导热 • 大平壁：平壁宽度和长度尺寸远大于厚度的一类 平壁（至少8倍） • 平壁导热可以忽略四侧边缘的散热，平壁内部的 温度分布只有在厚度上有变化，是一维导热 • 1）无内热源单层平壁的稳态导热 • 热流密度
0 0
hA cV
d
Qτ hAθ
0
hA cV
Q cV0 (1 e
hA cv
)
Q cV0 (1 e BiV FoV )
0 τ
Q hA0e
τ
例题1
钢球的换热过程如下：钢球直径：d1=50mm；钢球初始温 度：t0=450℃；空气温度：t1=30℃；钢球表面传热系数：
长圆筒稳态导热
长圆筒是指圆筒半径小于其长度1/10以上的圆筒。
• 内外壁均保持恒定的温度，可忽略轴向导热，热 量只沿径向传递，是一维稳态导热。
• 工业上的管道、圆筒设备、保温层在内外壁之间 的导热现象多是此类。 • 1）无内热源单层长圆筒的稳态导热 长度为l,内、外半径为r1和r2, 内、外表面温度恒定 为tw1和tw2，tw1>tw2,材料的导热率为λ, 无内热源。
热流量 一定时间内到导热量
习题
一砖墙的表面积为12m2，厚260mm，平均导热系
数为1.5w/(m.k)，设面向室内的表面温度为25°，
外表面温度为-5°，试确定此砖墙每小时向外界散 失的热量。
1）无内热源多层平壁的稳态导热
• 热流量 • 热流密度
• 接触面温度
习题
• 一烘箱的炉门由两种保温材 料 A 及 B 组 成 ， 且 δA = 2δB 。 已 知λA =0.1W /(m.K) , λB = 0.06W /(m.K),烘箱内空气温度 tw1 =400 ℃ 。 为安全起见，希望烘箱炉门的外表 面温度不得高于 50℃。散热的热 流密度为500W/m2,设可把炉门导热 作为一维问题处理，试决定所需保 温材料的厚度。
温度梯度
• 热量传递虽然只发生在不同的等温面之间，但从等 温面上任一点出发，沿不同方向到达另一个等温面
时，不难发现虽然它们之间的温差都相等，但单位
距离的温度变化率却不同，各个方向传递的热量也
不同，在等温线的法线方向温度变化率最大。定义
等温线法线方向温度梯度，记作gradt.
t t gradt lim n x x
24
0.025 3 0.006 t 300 30 ( 7.7410 4 ) e t0 t 450 30
570 s 0.158 h
热应力防范措施
• 严格控制升温速率
• 分母：温度变化波及到 l
2
面积的时间。
非稳态导热过程中，Fo 越大，热扰动越深入地
传播到物体内部，因而物体内各点温度越接近周
围流体的温度。
导热量计算式
（1）瞬时热流量Qτ
Q hA(t t ) hA hA0e Bi.Fo
（2）总热流量Q
Q Q d hA 0 e
t f ( x, y, z )
• 根据物体内温度在几个空间上发生的变化，温度 场又可以分为三维、二维和一维温度场。 • 一维温度场是指物体内部只在一个方向上有变化
• 一维稳态导热
• 二维温度场
• 二维稳态导热
• 三维温度场
• 三维稳态导热
温度场
• 等温面——温度场中同一瞬间相同温度各点连成 的面。 • 等温线——某个特殊平面与等温面相截的交线。
φ=465w 每米热损失：
t2
求：δ？
解： 假设： （1）圆柱坐标一维问题 （2）稳态导热 （3）导热系数为温度的线性函数 平均温度为：
t1
t2
400 50 t 225 2
0.0651 0.000105 225 0.0887 w/(m.k)
导热系数为： t 0.0651 0.000105
2.1导热的基本概念和定律
• 温度场和温度梯度
• 温差是热量传递的动力，研究传热首先要确定物体内 部温度分布情况。 • 温度分布决定热传递的方向和传递热量的大小。
• 温度场：某一瞬间物体内部各点温度大小，称为 物体在该时刻的温度场。
t f ( x, y, z, )
• 稳态导热：与时间无关
• 根据傅里叶定律，热流量为：
• 积分得
• 热流量
• r处的温度
2）无内热源多层长圆筒的稳态导热
• 多层长圆筒的稳态导热，除满足一维导热要求外， 还要求相邻两层间的接触紧密无间隙。 • 导热量
习题3
多层圆筒壁的导热 参数： 蒸汽管外径：d=133mm 蒸汽管外壁：t1=400℃ t1
保温材料壁厚： r1-r2=δm
c
cV
36.8% 0
Biv与Fov数
• 指数
hA hV A 2 h(V A) a 2 Bi Fo 2 cV A V c (V A)
Biv h(V A) a Fov (V A) 2
e 0
hA Vc
e
Biv Fov
导热基本定律
• 法国数学物理学家博里叶(J．FoMfM)在对连续均 质、各向同性物体导热过程的实验研究基础上， 指出：通过物体内微元面积dA，在单位时间内传 递的热流量dφ与该处温度梯度以及垂立于热流 方向的微元面积dA成正比。
用热流密度表示
dt q A dn
导热系数：
• 导热系数在数值上等于单位温度降度下， 在垂直于热流密度的单位面积上所传导的 热流量。导热系数是表征物质导热能力强 弱的一个物性参数。 • 受物质的种类及性质、温度、压力、密度 以及湿度等因素的影响。
导热量计算式、时间常数与傅 里叶数
• 时间常数τc
当
c
cV
hA
时，
• 定义时间常数： hA 时间常数反映了导热物体对外界温度瞬间变化响应 的快慢程度。 热电偶的时间常数说明热电偶对流体温度变化响应 快慢的程度。 热电偶对流体温度变化反应快慢取决于自身热容量 ρcV及表面换热条件hA。
对流传热的基本计算式
• 热流量
Aht
• h——表面传热系数 w/(m2.k)(材料不同h有所不同) • 思考：自然对流和强制对流有 什么不同？
1.2.3 热辐射
• 辐射——物体通过电磁波传递能量的方式。 • 热辐射——物体因热的原因而发出辐射能的现象。 • 辐射传热——辐射和吸收的综合结果就造成了以 辐射方式进行的物体间的热量传递。 • 辐射可以在真空中进行。 • 黑体——能吸收投入到其表面上的所有热辐射能 量的物体。
• 稳定阶段：经历无限长时间后，导热体内外达到 新的稳定状态。
毕渥（Biot）数
定义： Bi h
物理意义：
Bi
h
1
h
• 分子：物体内部的导热热阻
1
；
h
• 分母：物体外部的对流换热热阻 Bi 数的数值范围：０～∞
。
毕渥数 Bi 对温度分布的影响
分析：设有一块金属平板 2δ,λ，a，фV=0，h，初始温度t0, 突置于流体t∞中，且t∞ < t0。
非稳态导热过程
• 非稳态导热过程中导热体内部温度逐渐升高,热 传递区域逐渐扩大。 • 初始阶段：0～τ3时间段内，物体内部温度变化 受初始温度分布影响。时间的长短取决于外界表 面传热系数，内部热扩散能力和物体从尺寸。 • 正规阶段：τ3以后至新稳定之前的时间段。热量 已经传递到物体内部的每一个点，内部温度不受 初始温度的影响。
t0 t1
λ1=35w/(m.k)。计算钢球冷却到300℃时所用的时间？
判断是否可用集总参数法 解：
4 3 R R v h h( ) h 3 2 4R 3 A Bi
可以用集总参数法
hA 24 4 (0.025) 2 7.74 10 4 cv 7753 480 4 (0.025)3 3
非稳态导热问题的求解方法
• 对于形状如平板、长圆筒及球等导热体，若Biv 数满足下式：
• 则物体内部各点温度相对偏差小于5%，可以忽 略内部温差，采用集总参数法求解。否则，采用 查图法求解。 • M是与物体形状有关的无量纲数，对于大平壁、 长圆柱和球，M分别等于1，1/2，1/3
集总参数分析法
• 物体被加热或冷却时,若物体几何尺寸很小,或者 表面传热系数极低,那么物体内部温度差别很小, 可近似认为温度分布与空间无关,仅随时间变化, 可用其内任一点温度表示整个导热体的温度. • 在研究此类非稳态导热时,采用把物体温度\质量 和热容量都汇总到一点的研究方法,称为集总参 数法. • 当Biv<0.1M时,误差不超过5%.
1.1传热基本概念
• 传热：热量在温差作用下，从一个物体传递到另 一个物体，或者在同一物体的不同部分之间传递 的过程。 • 传热学是研究热量传递规律的科学。
• 稳态传热过程：物体各点的温度不会因传热而随时间 变化的传热过程。 • 非稳态传热过程：温度是时间的函数 1. 求解研究对象的传热量 2. 求解研究对象内各点温度的变化规律
3.1 非稳态导热的基本概念
1. 非稳态导热（unsteady heat conduction）： 物体的温度随时间而变化的导热过程。
t 0
2. 非稳态导热的类型 周期性导热（Periodic unsteady conduction）： 物体的温度随时间而做周期性的变化。 瞬态导热（Transient conduction）：物体的温 度随时间的推移逐渐趋近于恒定的值。