东北大学+传热学+笔记
第六版传热学知识点数理一天背完
第六版传热学知识点数理一天背完绪论1.热能传递的基本方式：热传导热对流热辐射2.热传导当物体内有温度差或两个不同物体接触时，在各部分之间不发生相对位移的情况下，依靠物质微粒分子原子或自由电子的热运动产生的热传递现象，导热是物质的属性，可以在固体液体及气体中发生。
在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中，液体和气体中可能出现对流。
3.热对流由于流体宏观运动引起的流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺杂引起的热量传递。
工程上研究流体通过一个物体表面时流体对物体表面间热量传递的过程，称对流传热。
流动起因分类为自然对流与强制对流，另有沸腾传热与凝结传热。
4.热辐射依靠物体表面发射可见和不可见射线电磁波又称光子传递热量。
辐射与吸收的过程造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递。
5.热流量单位时间内通过某一定面积的热量成为热流量6.热流密度单位时间通过单位面积的热量7.傅里叶定律牛顿冷却公式斯蒂芬玻尔兹曼定律导热理论基础1.温度场某一时刻物体的温度在空间上的分布，温度是三维坐标与时间的函数。
温度不随时间变化的温度场为稳态温度场。
2.等温面与等温线温度场中所有温度相同的点连接构成等温面，不同的等温面与同一平面相交称为等温线。
同一时刻同一地点不能具有一个以上的温度值，等温面线不会彼此相交。
疏密反映区域导热热流密度的大小。
3.温度梯度沿不同方向单位距离的温度变化称为温度的变化率。
以等温面上一点的法线方向为方向，数值等于这个最大温度变化率的矢量称为温度梯度。
4.热流矢量等温面上某点以通过该点的最大热流密度方向为方向，数值上等于沿该方向热流密度的矢量称为热流密度矢量。
5.傅里叶定律把热流矢量与温度梯度联系起来，热流矢量和温度梯度位于等温面的同一法线上，但指向温度降低的方向。
6.热导率热导率的数值就是物体中单位温度降低单位时间通过单位面积的到热量。
热导率表征物质导热能力的大小。
一般而言金属比非金属具有较高的热导率，物质的固相比它们的液相热导率高，液相比气相高，晶体又比无定形态具有较好的导热性能，晶体中的化学杂志会降低其热导率，纯金属比对应的合金具有高得多的热导率。
传热学知识点总结
传热学知识点总结本文将围绕传热学的基本概念、传热方式、传热方程、传热实验和应用等方面进行详细的介绍和总结，以便读者更好地了解传热学的相关知识。
一、传热学的基本概念1. 热量传递热量传递是指物体内部或物体之间由于温度差异而产生的热量的传递过程。
热量的传递方式主要有传导、对流和辐射三种。
2. 传热方程传热方程描述了物体内部或物体之间热量传递的数学关系，是传热学的基础理论。
传热方程一般包括传热率、温度差和传热面积等参数，可以用来计算热量传递的速率和大小。
3. 传热系数传热系数是描述物体材料对热量传递率影响的重要参数，通常用符号h表示。
在物质传热过程中，传热系数的大小直接影响热量的传递速率。
4. 传热表面积传热表面积是指在热量传递过程中热量流经的表面积，是计算热传递速率的重要参数。
传热表面积的大小与物体的形状和大小有关，也与传热方式和传热系数有关。
5. 热传导热传导是一种物质内部热量传递的方式，指的是热量通过物质内部原子、分子之间相互作用的传递过程。
热传导是传热学的基本概念之一。
6. 热对流热对流是一种物体表面热量传递的方式，指的是热量通过流体传递到物体表面，然后再由物体表面传递到其它介质的传热过程。
7. 热辐射热辐射是一种通过电磁波传递热量的方式，是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。
热辐射是传热学的另一个基本概念之一。
二、传热方式1. 传导传热传导传热是指热量通过物质内部的原子、分子的直接作用而传递的方式。
在传导传热过程中，热量的传递是从高温区向低温区进行的，其传热速率与温度差和物质的传热系数有关。
2. 对流传热对流传热是指流体传热传递的方式，包括自然对流和强制对流两种。
在对流传热过程中，流体的流动是热量传递的主要形式，其传热速率与流体的流速、温度差和传热面积有关。
3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波传递热量的方式，是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。
在辐射传热过程中，热量的传递不依赖于介质，而是通过电磁波的辐射进行的。
研究生传热学笔记
1. 耗散函数中的耗散热的概念，法向应力可否转化为耗散热答： 课本18——19页22222222223xxyxzxxy yy zy xz yz zz u u u v v v w w w xyz x y z x y z u v w u v u w v w x y z y x z x z y μτττττττττμ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂∂∂∂=++++++++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++++++⎢⎥ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦- Φ2u v w x y z μ⎛⎫∂∂∂++ ⎪∂∂∂⎝⎭μΦ称为能量耗散函数。
耗散热是单位时间内粘性应力，包括粘性切向应力和粘性法向应力，对控制体内流体所做的功不可逆的转变为热能的那一部分，所以法向应力可以转化为耗散热。
粘性切向应力：xy xz yx yz zx zy ττττττ；粘性法向应力：xx yy zz τττ2. 卡门三层通用模型的理论缺陷答：课本146——147页卡门根据壁区的粘性底层，过渡区和湍流核心层提出三层模型的速度分布： 粘性底层：5y +≤，u y ++=过渡区：530y +≤≤，5ln 3.055ln 15yu y +++⎛⎫=-≈+ ⎪⎝⎭湍流核心区：30y +≤ ， 2.5ln 5.5u y ++=+其中*u u u+=，*u y y v+=，*u =卡门三层通用模型导得的通用速度分布式比普朗特速度分布精确，不但可以用于平壁湍流，也可用于管内湍流。
在对流换热的计算中，可以比普朗特的两层模型公式取得更好的结果。
缺陷：1) 在P r 30 的情况下，卡门三层通用模型应用于管内湍流对流换热时仍然不能得到满意的结果，其原因在于该通用速度分布完全忽略了湍流的动量传递()0t v =。
2) 在圆管中心线处r u r=∂∂应等于零。
3) 尽管卡门三层模型在描述湍流速度分布本身时与实验结果比较符合，但是用它来计算与速度梯度有关的比值/t v v ，就不那么完全正确。
传热学每次课需提前预习的内容
第四节边界层换热积分方程组及求解
第五节动量传递和热量传递的类比
第六节相似理论基础
六
第六章单相流体对流换热及准则关联式
第一节管内受迫对流换热
第二节外掠圆管对流换热
第三节自然对流换热
七
第七章凝结与沸腾换热
第一节凝结换热
第二节沸腾换热
第八章热辐射的基本定律
第一节基本概念
八
第二节热辐射的基本定律
第九章辐射换热计算
三
第五节通过肋壁的导热
第六节通过接触面的导热
第七节二维稳态导热
第三章非稳态导热
第一节非稳态导热的基本概念
第二节无限大平壁的瞬态导热
第三节半无限大平壁的瞬态导热
第四节其他形状物体的瞬态导热
四
第五节周期性非稳态导热
第五章对流换热分析第一节对流换概述第二节对流换热微分方程组
第三节边界层换热微分方程组的解
8、推导热热微分式时做了哪些假定？
9、直角坐标系下导热微分方程式的推导过程及简化。
10、热扩散率的定义及物理意义，起作用的场合。
二
第四节导热过程的单值性条件
1、导热过程的单值性条件对求解导热问题起什么作用？
2、导热过程的单值性条件具体包括哪些条件？
3、三类边界条件的表述和表达
第二章稳态导热
第一节通过平壁的导热
第一节黑表面间的辐射换热
第二节灰表面间的辐射换热
九
第三节角系数的确定方法
第四节气体辐射
第十章传热和换热器
第一节通过肋壁的传热
第二节有复合换热时的传热计算
第三节传热的增强和削弱
第四节换热器的基本型式和基本构造
第五节平均温度差
十
第六节换热器计算
东北大学流体力学与传热学-6
信息学院·次英
第六章 稳态热传导
§6.1 几个基本概念
1、温度场 各个时刻空间所有各点温度所组成的集合
数学上来讲，是时间和空间的函数，即
t f ( x, y, z, )
在传热过程中确定物体的温度场是热过程分析的首要目标 稳态温度场
t 0
t f ( x, y, z )
t y
；q z
t z
；
t t t ( ) ( ) ( )]dxdydzd x x y y z z
[2]
微元体中内热源的发热量 dτ 时间内微元体中内热源的生成热：
[2] qv dxdydzd
t dxdydzd
[3]
微元体热力学能的增量
dτ时间内沿x 轴方向导入与导出微元体净热量：
q x dx) dydz d x
dτ时间内沿y 轴方向导入与导出微元体净热量：
dQy dQy dy q y y dy dxdz d
dτ时间内沿z 轴方向导入与导出微元体净热量：
dQz dQz dz q z dz dxdy d z
② 随温度的升高而减小；
液体 0.07～0.7 W ( m K )
3) 固体的导热系数 导热机理 纯金属主要依靠：自由电子的迁移， 合金和非金属主要依靠：晶格的振动 特点 ① 纯金属随温度的升高导热系数 减小 ② 合金和非金属随温度的升高而导 热系数增大；
金属 12～418 W ( m K ) 非金属 0.025～3 W ( m K )
①
若物性参数λ、c和ρ均为常数：
qv t 2t 2t 2t a( ) x 2 y 2 z 2 c
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学是研究热量从一个物体或一个系统传递到另一个物体或系统的科学。
它是热力学的一部分，具有广泛的应用领域，包括能源转换、热力学系统设计和工艺优化等。
以下是传热学的一些重要知识点的总结：1.热传导：热量通过直接接触和分子间的碰撞传递。
在固体中，热传导是最主要的传热方式，其传递速率与物质的热导率、温度梯度和传热距离有关。
2.热对流：热量通过流体（液体或气体）的流动传递。
对流传热的速率取决于流体的速度、温度差和传热面积。
3.热辐射：热能以电磁波的形式从热源发出，无需介质介导即可传递热量。
热辐射与物体的温度和表面特性有关，如表面的发射率和吸收率。
4.导热方程：描述了热传导现象，可以用来计算温度随时间和空间的变化。
它与热导率、物体的几何形状和边界条件有关。
5.导热系数：材料的物理性质，描述了材料导热性能的好坏。
较高的导热系数表示材料更好地传递热量。
6.热对流换热系数：描述了流体换热的能力，表示单位面积上的热量传递速率和温度差之间的关系。
7.四能截面：描述了热辐射的性质，反映了物体吸收、反射和透射电磁波的能力。
8.热阻和热导率：用于描述物体或系统中热量传递的难易程度。
热阻与热导率成反比。
9.传热过程中的能量守恒：热量传递过程中，能量守恒定律适用。
传热的总能量输入等于输出。
10.辐射传热公式：根据黑体辐射定律，描述了热辐射的能量传递，常用于计算热源辐射的热量。
11.对流换热公式：根据精细的实验和理论研究，发展了一系列对流换热公式，用于估算流体对流传热。
12.热导率与温度的关系：大多数材料的热导率随温度的升高而增大，但也有一些例外情况。
13. 传热表征：传热通常使用无量纲数值来表征，如Nusselt数、Prandtl数和Reynolds数，它们描述了传热过程中流体的性质和行为。
14.界面传热：当两个物体或系统接触时，它们之间的传热称为界面传热。
界面传热常见的形式包括对流传热和热辐射。
15.传热器件和应用：传热学的知识应用于各种传热器件和系统，如换热器、蒸发器、冷却器等，为工程和科技应用提供了基础。
传热学-总结及复习提要
导热
一 导热的定义及特点
1. 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 进行的热量传递现象。
2. 特点
3
导热
二 傅立叶（Fourier）导热定律
1. 一般表达式
关键
关键
q gradt t n
A
n
q ( t i) ( t j) ( t k)
x
y
z
2. 物理含义
4
导热
三 导热系数（conductivity）
1. 含义
q/gradt
2. 四种典型物质的导热系数值
铜(copper) 钢(steel) 水(water) 空气(air)
400 40 0.6 0.026
WmK
5
导热
四 导热微分方程
c t ( t ) ( t ) ( t ) Φ x x y y z z
电气工程
26
传热过程与换热器
二 换热器的型式及平均温差
• 换热器的定义、型式、特点 • 简单顺流和逆流的平均温差的计算
tm
tmax tmin ln tmax
tmin
tmax max t', t'' tmin min t', t''
27
传热过程与换热器
• 简单顺流和逆流的定性温度分布 温差大的地方温度变化剧烈
14
对流传热
⑥ 各种流动型式的物理特点
2. 实验关联式
① 外部流动 ② 内部流动 ③ 自然对流
• 三大基本量的选取 • 适用范围 • 修正（为什么？）
④ 混合对流（概念性理解）
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学是研究物质内部和不同物质之间能量传递的一门科学。
它广泛应用于工程领域，涉及到热传导、对流传热和辐射传热等多个方面。
下面我将总结一些传热学的重要知识点。
1.傅立叶定律：它是传热学中最基本的定律之一，也被称为热传导定律。
根据傅立叶定律，热传导速率正比于温度梯度的负值。
数学上可以表示为q=-k∇T，其中q是单位时间内的热流量，k是导热系数，∇T是温度梯度。
2.热传导：指的是热量通过物质内部的传递过程。
在固体中，热传导主要通过分子振动、电子热传导和晶格热传导等方式进行。
3.热对流：指的是通过流体的流动来传递热量。
热对流可以分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是由于密度差异引起的，而强制对流是通过外部力的作用产生的。
4.辐射传热：是指热量通过电磁波的辐射传递。
所有物体在温度大于绝对零度时都会发出辐射，而辐射传热不需要通过介质传递。
辐射传热受到物体的表面性质和温度的影响。
5.热导率：是材料传导热量的能力的度量，通常用导热系数k来表示。
热导率越大，材料传导热量的能力就越强。
各种材料的热导率不同，可以用于选择合适的材料来满足特定的传热要求。
6.热阻和热导：热阻是指阻碍热量传递的能力。
热阻的大小与材料的导热性质和传热面积有关。
热导是热量在单位时间内通过材料的能力，可以用于计算传热速率。
7.对流换热系数：对流传热时，介质和界面的性质会影响传热速率。
通过引入对流换热系数h，可以描述介质与界面之间的热量传递能力。
对流换热系数与流体性质、流动方式和传热界面的条件有关。
8.对流传热的努塞尔数：努塞尔数是用于表征对流传热能力的无量纲数。
努塞尔数与热传导、对流传热系数和传热面积有关。
9.辐射传热的黑体辐射：黑体辐射指的是一个完美吸收和辐射的物体的辐射行为。
根据斯蒂芬-波尔兹曼定律，黑体辐射功率与温度的四次方成正比。
黑体辐射是辐射传热中一个重要的概念。
10.换热器：换热器是用于在两个流体之间传递热量的设备。
《传热学》复习提纲
复习提纲一、 基本内容1、 导热2、 对流3、 辐射4、 换热器分类二、 导热1、 基本概念导热系数、导温系数(热扩散系数)、温度场、稳态与非稳态换热、等温线、初始条件、三类边界条件及其数学表达式、热阻、接触热阻。
2、 理论傅里叶定律：t n q ntgrad λλ-=∂∂-=导热微分方程：τρ∂∂t c =λ(x∂∂x t ∂∂)+)(y t y ∂∂∂∂λ+)(zt z ∂∂∂∂λ+Φ 3、 计算（1）、平壁：Φ＝nn w w n t t A λδλδ++-+...)(1111＝1211/)_(δλw w t t A……=n w w n n n t t A δλ/)(1+-(2)、圆筒壁：n n n n w w d d t t L 112111ln 1ln 1)(2+++⋅⋅⋅⋅+-=Φπ=12121ln 1)(2d d t t L w w λπ-…… =nn n n w n w d t t L 11ln 1)(2++-π(3)、圆球壁（导热实验）：δπλ)(2121t t d d -=Φ(4)、肋效率： f η＝实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量（λ＝∞） (5)、等截面直肋（肋端绝热）温度分布： θ＝0θch(m(x-H))/ch(mH), cA hpm λ=肋端： )(/0mH ch h θθ= 热量：)(0mH th m hpθ=Φ肋效率：mHmH th f )(=η （6）、有内热源的导热温度分布：f t hx t +Φ+-Φ=δδλ)(222（第三类边界条件）w t x t +-Φ=)(222δλ（第一类边界条件）热流密度：x xt q Φ=-= d d λ （7）、变截面一维稳态导热：⎰-=Φ-21)(/)(21x x x A dxt t λ 其中：120(1)2t t bλλ+=+ （8）、导热问题差分方程建立：1）、差分替代微分 2）、控制容积法三、 非稳态导热1、 基本概念毕渥准则数（Bi 、v Bi ）、傅立叶数（Fo 、v Fo ）、时间常数、集总参数法及其使用条件、分离变量法和诺谟图。
《传热学》总复习提纲[1]
![《传热学》总复习提纲[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/c4facac50875f46527d3240c844769eae009a3c8.png)
《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。
传热学笔记
p x
(
2u x2
2u y2
)
动量守恒方程（N-S
方程）：
( v
u
v x
v
v ) y
Fy
p y
(
2v x2
2v y2
)
能量守恒方程：
t
非稳态项
u t v t xy
对流项
cp (x2t2 y2t2 )
扩散项
边界层理论的四个基本要点： （1）当粘性流体沿固体表面流动时，流场可划分为主流区和边界层区。
可得
d 2t dx2
hp(t t ) Ac
引入过余温度
t
t 最终可得
d 2t dx2
m2
，其中 m
hp/(Ac) ，H 为肋高
温度分布的解析解：
0
em x
e2mHemx He2m H
0
ch[m(x H)] ch[mH]
；热流量：
hp m
0th(mH)
通过环肋及三角形截面直肋的导热
肋效率 f
( )是时刻
物体的平
均过余温度。
Fo
a R2
0.2 时， (x, ) 0
Aexp(12Fo) f
(1) ——（3-27）；( ) /0
Aexp(12Fo)B ——（3-28）
分析解应用范围的推广和讨论
介质温度恒定的第三类边界条件下的分析解，在 Bi 的极限情况下转化为第一类边界条件下的解，而在 Bi 0
传热学
第一章 绪论
热量传递的三种基本方式：导热、对流和热辐射
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。
A dt dx
——热导率，导热系数；单位W /(m K) ；
传热学复习总结
传热学复习总结第一章 绪论内容: （1）热量传递的三种基本方式及三个基本公式；（2）传热过程的概念及传热过程的基本方程式；（3）热阻的概念及导热、对流换热、传热过程中热阻的计算式；（4）单位制。
要求: （1）掌握导热、对流、热辐射的物理概念及其传递过程的基本特点和相应的基本公式；（2）掌握传热过程的概念及传热过程的基本方程式, 掌握传热系数的物理意义及其计算方法；（3）掌握导热、对流换热过程的热阻计算公式、串联过程热阻叠加原则；（4）掌握常用基本物理量的单位及国际单位与工程单位的换算。
第二章 导热基本定律及稳态导热内容: （1）导热基本定律；（2）导热微分方程式；（3）通过平壁、圆筒壁的导热；（4）通过肋片的导热；（5）导热问题数值法求解原理。
要求: （1）掌握导热基本定律, 熟知它的意义和应用；（2）了解导热系数的物理意义以及影响导热系数的因素；（3）理解温度场、等温面、温度梯度的意义和特点；（4）掌握平壁、圆筒壁及等截面直肋常物性物体一维稳态导热问题的分析求解方法。
1、 基本概念导热系数、导温系数(热扩散系数)、温度场、稳态与非稳态换热、等温线、初始条件、三类边界条件及其数学表达式、热阻、接触热阻。
2、 理论傅里叶定律:3、 导热微分方程: = )+ + +4、 计算（1）、平壁: ＝＝1211/)_(δλw w t t A……=11/)(++-n n w n w n t t A δλ (2)、园筒壁:=12121ln 1)(2d d t t L w w λπ-…… =n n n n w n w d d t t L 11ln 1)(2++-λπ(3)、园球壁（导热实验）:δπλ)(2121t t d d -=Φ (4)、肋效率: ＝实际散热量/假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量（ ＝ ）(5)、等截面直肋（肋端绝热）温度分布: ＝ ch(m(x-H))/ch(mH),肋端:热量:肋效率:（6）、有内热源的导热温度分布: （第三类边界条件） w t x t +-Φ=)(222δλ（第三类边界条件） 热流密度:（7）、变截面一维稳态导热:（8）、导热问题差分方程建立:1）、差分替代微分2）、控制容积法:第三章 非稳态导热内容: （1）非稳态导热的基本概念；（2）一维非稳态导热问题的求解。
传热学知识点复习
传热学知识点复习传热学是研究热量的传递和热工过程的科学。
它涉及到热传递的基本机理，如热传导、对流和辐射，以及它们在工程中的应用。
下面是传热学的一些知识点复习。
1.热传导热传导是物质内部热量传递的一种方式。
它是由于粒子在物体内部的自由运动引起的。
热传导的速率与温度梯度成正比，与物体的导热性能成反比。
传热方程可以用傅里叶定律表示为q = -kA (dT/dx)，其中q是传热速率，k是导热系数，A是传热面积，dT/dx是温度梯度。
2.对流传热对流传热是物质与流体之间热量传递的一种方式。
它是由于流体内部的热量运动引起的。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种。
自然对流是由于温度差异引起的自发热对流，强制对流是通过外部力或设备引起的流体运动。
对流传热的速率与温度差、流体速度和流体性质有关。
3.辐射传热辐射传热是由于物体之间的热辐射引起的热量传递。
辐射传热不需要介质来传递热量，并且可以发生在真空中。
辐射传热的速率与物体的温度的四次方成正比，与表面特性和相互关系有关。
4.热传导方程热传导方程描述了热传导过程中温度分布随时间和空间变化的关系。
一维热传导方程可以表示为dT/dt = α(d²T/dx²)，其中T是温度，t是时间，x是空间位置，α是热扩散系数。
该方程可以用于分析稳态和非稳态的热传导过程。
5.热传导的边界条件热传导问题需要确定边界条件，以求解热传导方程。
常见的边界条件有第一类边界条件（指定温度或热流密度），第二类边界条件（指定热流量），和第三类边界条件（指定混合边界条件）。
6.热传导的导热性能导热性能是一个物体传导热量的能力。
导热性能由物体的导热系数、物体的尺寸、物体的形状和物体的材料性质决定。
导热系数是一个材料导热能力的度量，它取决于物质的热导率、密度和比热容。
7.传热器件和传热设备传热器件和传热设备是应用传热学原理进行热量传递的装置。
常见的传热器件有换热器、冷凝器、蒸发器、加热器等。
东北大学流体力学与传热学-5
1 1 h1 h2
1
传热系数
例题 5-2
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 t w 48 C , t f 23 C，此时空气与
管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数 h=3.42 W /(m2 K), 保温层外表面的发射率
4) 导热系数 表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度有关。
例题 5-1 一块厚度δ=50 mm 的平板， 两侧表面分别维持在 t w1 300℃,
t w 2 100℃, 试求下列条件下的热流密度。
(1) 材料为铜，λ=375 w/(mK );
t
t w1
dt
dx
(2) 材料为钢， λ=36.4 w/(mK );
Φ A dt dx
热流密度
q
dt A dx
（一维稳态平板内导热）
上式称为傅里叶定律，号称导热基本定 律，是一个一维稳态导热。
其中 ，：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[W/m2] ； A：垂直于导热方向的截面积[m2]； ：导热系数（热导率）[W/(m· K)]。
0.9
问：（1） 此管道的散热必须考虑哪些热量传递方式； （2）计算每米长度管道的总散热量。
·谢 谢 同 学·Βιβλιοθήκη q htΦ hAt
其中 h —表面传热系数（对流换热系数） w/ (m2· k)
4)
h 的物理意义
①
单位温差作用下通过单位面积的热流量 与布置，而且还与流速有密切的关系。
② 它不仅取决于流体的物性等以及换热表面的形状、大小
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学是物理学的一个重要分支，研究物体间传递热量的规律和方式。
下面是一些传热学的重要知识点的总结。
1.热量传递方式：传热学研究的第一个重要问题是热量的传递方式。
主要有三种方式：传导、对流和辐射。
传导是通过固体或液体内部的分子振动和自由电子振动而传递热量的方式；对流是通过液体或气体的运动而传递热量的方式；辐射是通过热辐射的电磁波传递热量的方式。
不同物体间的传热方式通常是综合应用这些方式。
2.热传导：热传导是固体或液体内部的热量传递方式。
它遵循傅里叶热传导定律，即热传导速率正比于温度梯度，与导热系数成正比。
导热系数是物质的一个固有特性，用于描述物质对热量的导热能力。
热情况下，低导热系数的物质不容易传递热量，而高导热系数的物质能够更好地传递热量。
3.对流传热：对流是热量通过液体或气体的运动而传递的方式。
它分为自然对流和强迫对流。
自然对流是由密度差异引起的液体或气体的自发运动，如气流中的热空气上升；强迫对流是通过外部力量推动流体运动，如风扇吹起的空气。
对流传热具有较高的传热效率，因为流体的运动可以带走物体表面的热量。
4.辐射传热：辐射是通过热辐射的电磁波传递热量的方式。
所有物体在室温下都会发射辐射，其强度与温度的四次方成正比。
黑体是指一个理想化的物体，能够完全吸收所有辐射，并以最大强度发射辐射。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射的强度正比于温度的四次方。
实际物体的辐射强度可以用其发射率和黑体辐射强度之间的比例来描述。
5.热传导方程：热传导方程是研究固体或液体内部热量传递的数学模型。
它描述了材料内部温度随时间和空间的变化。
热传导方程是一个偏微分方程，其中包含了热传导系数、材料的热容和密度等参数。
6.传热换热系数：传热换热系数描述了传热过程中介质对热量的传递能力。
它是一个物质特性，不同物质和不同传热方式都有不同的传热换热系数。
传热换热系数的大小直接影响传热速率，较大的传热换热系数意味着更快的传热速率。
东北大学流体力学与传热学-7说课讲解
② 随着时间的推移，温度变化涉及的范围逐渐扩 大，平壁内自左向右，温度变化一层一层地传 播到平壁的右侧表面。到某一时间后，右侧表 面温度也逐渐升高 图中曲线 HCD 、HD
③ 在一定时间之后，右侧表面的温度也逐渐升高 曲线HE 、 HF
④ 最后，经过足够长的时间，壁内温度分布将变 成一条直线HG 。
（零维问题，无几何边界），因而界面上交换的热量应折算称整
个物体的体积热源
V A t h t
∵ t0 t 物体被冷却，故Φ应为负值
cVd dthA (tt)
瞬时时刻导热微分方程 方法二、 根据能量守恒原理，建立物体的热平衡方程
物体与环境的对流散热量＝物体内能的减少量
cVd dthA (tt)
② 物体温度随时间的依变关系
hAttVcddt
引入过余温度 t t
则有
hA Vcdd
(0)t0t0
控制方程 初始条件
对上述数学描写分析求解，得：
0
t t t0 t
ehcA V
式中的
V A
具有长度的量纲，并定义
lc
V A
为 特征长度
则其中的指数可变化如下：
h cV A h A V c A 2 2 V h clclc 2 h ca llc 2 B F 0 i
2 、物体处于恒温介质中的第三类边界条件问题
设厚为2的平板，初始温度为t0，表面传热系数h，导热系数λ，将其 突然至于温度为t 的流体中冷却。
根据平板导热热阻 和表面对流传热热阻 1 相对大小的不同，
h
温度场变化分三种情况
1)
1 h
2)
1 h
3)
1 与 相当 h
毕渥数
Bi
传热学知识点复习
传热学1.热力学三大定律+第零定律① 热力学第一定律：一个热力学系统的内能增量等于外界向他传递的热量与外界对他做功的和。
② 热力学第二定律：克劳修斯表述：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但是反之不行。
开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。
只要温差存在的地方，就有热能从自发地从高温物体向低温物体传递。
③ 热力学第三定律：绝对零度不可能达到。
④ 热力学第零定律：如果两个热力学系统都第三个热力学系统处于热平衡状态，那么这两个系统也必定处于热平衡。
2.各个科技技术领域中遇到的的传热学问题可以大致归纳为三种类型的问题 ①强化传热 ②削弱传热 ③温度控制3.热能传递的三种方式①热传导—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热能传递。
②热对流—由于流体的宏观运动二引起的流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互混掺所导致的热量传递。
③热辐射—物体通过电磁波来传递能量的方式。
（由于热的原因发出的辐射为热辐射）4.傅里叶定律（导热基本定律）热流密度q=-λdx dt（一维） 负号表示热量传递方向与温度升高方向相反 q —单位时间内通过某一给定面积的热量（矢量）。
λ金属>λ液体>λ气体 λ—导热系数表示材料的导热性能优劣的参数，即是一种热物性参数。
W/（m ·k ）5.自然对流与强制对流自然对流—由于流体冷热各部分的密度不同而引起的。
强制对流—流体的流动是由于水泵、风机或者其他压差作用所造成的。
Q=Ah tf tw - 表面传热系数h —不仅取决于流体物性（λρCp ）以及换热表面的形状、大小与布置海域流速密切相关。
① 水的对流传热比空气强②有相变的优于无相变的③强制对流优于自然对流6.热辐射的特点①热辐射可以在真空中传递（即无物质存在也可以传递）② 热辐射不仅产生能量传递，而且还伴随着能量形式的转换（热能—>辐射能—>热能）7.斯托芬-波尔兹曼定律φ=AT εσ4 -σ斯托芬-波尔兹曼常量 -ε物体发射率（黑度<1）8.导热机理气体导热—气体分子不规则热运动导电固体—自由电子的运动非导电固体—晶格结构振动的传递9.笛卡尔坐标系三维非稳态导热微分方程φλλλτρ+∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(z t z y t y x t x t c⇒c z t y t x t a t ρφτ+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂)(222222 令a =cρλ（热扩散系数） ⇒常物性，无内热源)(222222zt y t x t a t ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂τ ⇒常物性，稳态0222222=+∂∂+∂∂+∂∂λφzt y t x t 泊松方程⇒常物性，稳态，无内热源0222222=∂∂+∂∂+∂∂zt y t x t 拉普拉斯方程10.定解条件对于非稳态导热问题⇒定解条件（初始条件+边界条件）①第一类边界条件：规定了边界上的温度②第二类边界条件：规定了边界上的热流密度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热系数及周围流体的温度。
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学，是研究热量传递规律的科学，是研究由温差引起的热能传递规律的科学。
大约在上世纪30年代，传热学形成了独立的学科。
以下是的传热学知识点总结，欢迎阅读！§1-1 “三个W”§1-2 热量传递的三种根本方式§1-3 传热过程和传热系数要求：通过本章的学习，读者应对热量传递的三种根本方式、传热过程及热阻的概念有所了解，并能进展简单的计算，能对工程实际中简单的传热问题进展分析（有哪些热量传递方式和环节）。
作为绪论，本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化，详细更深入的讨论在随后的章节中表达。
本章重点：1.传热学研究的根本问题物体内部温度分布的计算方法热量的传递速率增强或削弱热传递速率的方法2.热量传递的三种根本方式(1).导热：依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。
传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。
傅立叶导热公式：(2).对流换热：当流体流过物体外表时所发生的热量传递过程。
牛顿冷却公式：(3).辐射换热：任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力，辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。
由于电磁波只能直线传播，所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。
黑体热辐射公式：实际物体热辐射：3.传热过程及传热系数：热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。
最简单的传热过程由三个环节串联组成。
4.传热学研究的根底傅立叶定律能量守恒定律+ 牛顿冷却公式 + 质量动量守恒定律四次方定律本章难点1.对三种传热形式关系的理解各种方式热量传递的机理不同，但却可以（串联或并联）同时存在于一个传热现象中。
2.热阻概念的理解严格讲热阻只适用于一维热量传递过程，且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。
思考题：1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和，经过拍打以后，效果更加明显。
为什么？2.试分析室内暖气片的散热过程。
3.冬天住在新建的居民楼比住旧楼房感觉更冷。
东北大学流体力学与传热学-7
引入过余温度 t t 方程化为：
0, 0 t 0 t
0, x 0 x h , x x
边界条件a 边界条件b
变量分离法主要思路： 把有两个变量的偏微分方程的解表示成两个函数的乘积，每一个函 数各与一个变量有关，从而将偏微分方程化为两个常微分方程。 设： 于是
控制方程 初始条件
(0) t 0 t
对上述数学描写分析求解，得：
t t cV e 0 t0 t hA
V 式中的 A 具有长度的量纲，并定义
lc
V A 为 特征长度
则其中的指数可变化如下：
hlc hlc a hA hV A2 Bi F0 2 2 2 cV A cV c lc lc
建立非稳态导热数学模型
2t 2t 2t x 2 y 2 z 2 c
方法一、 根据非稳态、有内热源的导热微分方程
t c
根据假设，物体内部热阻很小，忽略不计。 物体温度在同一瞬间各点温度基本相等，即t仅是时间的一元函数， 与空间无关
l 物体内部导热热阻 ＝ 1 h 物体表面对流换热热阻
无量纲热阻
Bi越小，意味着内热阻越小或外热阻越大。 Bi
0，集中参数法
a 换热时间 Fo 2 2 ＝ l l a 边界热扰动扩散到 l2 面积上所需的时间
无量纲时间
Fo越大，热扰动就能越深入地传播到物体内部，因而，物体各点的 温度就越接近周围介质的温度。
求：在非稳态过程中板内的温度分布
假设：平板两边对称换热，板内温度分布必以其中心截面为对称面， 只要研究厚为 的半块平板的情况即可 导热微分方程： 初始条件： 边界条件：
东北大学流体力学与传热学-9
Eb 2
根据立体角定义 微元面dA2 对dA1所张的立体角 微元面dA1 对dA2所张的立体角 则： dQ12
Eb1 cos 1 dA1
d 1 d 2 dA2 cos 2 r2 dA1 cos 1 r2
dA2 cos 2 r2
dQ21
Eb 2
cos 2 dA2
dQ I cos dA d
因为黑体服从兰贝特定律， Eb I 可得：dQ12 Fra bibliotekdQ
Eb1
Eb
cos dA d
由微元面dA1投射到dA2上的辐射能
cos 1 dA1 d 1 cos 2 dA2 d 2
由微元面dA2投射到dA1上的辐射能 dQ21
气体 当辐射投在气体上，它几乎没有反射能力，故可以认为ρ=0 ，于是 1 固体，液体对辐射的吸收和反射都是在表面上进行的，而不涉及其内部， 气体的辐射和吸收都是在内部进行的，表面形状则无关紧要。
两种极端情况：镜反射、漫反射 镜反射：反射角等于入射 角 光滑的金属表面、玻璃、塑料等
漫反射：被反射的辐射能均匀分布在各方向 粗糙非金属表面接近于漫反 射
mT 2.8976 103 m K
波长λm 和热力学温度T成反比； 在工业上的一般高温范围内（2000K），黑体辐射的最大单色辐射 力的波长位于红外区段（0.76～1000μm ）； T>800K时，辐射能中明显具有可见光射线； 辐射测温仪表的工作波长通常选在单色辐射力最大值λm附近。
注：定向辐射强度是以单位可见面积作为度量依据的
兰贝特定律表明： 黑体单位面积辐射出去的能量在空间的不同方向分布是不均匀的 按空间角θ的余弦规律变化 在垂直于该表面的方向上最大 与表面平行的方向为零