传热学总结
(完整版)传热学知识点总结
Φ-=BA c t t R 1211k R h h δλ=++传热学与工程热力学的关系:a 工程热力学研究平衡态下热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律,传热学研究过程和非平衡态热量传递规律。
b 热力不考虑热量传递过程的时间,而传热学时间是重要参数。
c 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。
传热学研究内容传热学是研究温差引起的热量传递规律的学科,研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法。
热传导a 必须有温差b 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,不发生宏观的相对位移d 没有能量形式的转化热对流a 必须有流体的宏观运动,必须有温差;b 对流换热既有对流,也有导热;c 流体与壁面必须直接接触;d 没有热量形式之间的转化。
热辐射:a 不需要物体直接接触,且在真空中辐射能的传递最有效。
b 在辐射换热过程中,不仅有能量的转换,而且伴随有能量形式的转化。
c .只要温度大于零就有.........能量..辐射。
...d .物体的...辐射能力与其温度性质..........有关。
...传热热阻与欧姆定律在一个串联的热量传递的过程中,如果通过各个环节的热流量相同,则各串联环节的的总热阻等于各串联环节热阻之和(I 总=I1+I2,则R 总=R1+R2)第二章温度场:描述了各个时刻....物体内所有各点....的温度分布。
稳态温度场::稳态工作条件下的温度场,此时物体中个点的温度不随时间而变非稳态温度场:工作条件变动的温度场,温度分布随时间而变。
等温面:温度场中同一瞬间相同各点连成的面等温线:在任何一个二维的截面上等温面表现为肋效率:肋片的实际散热量ф与假设整个肋表面...处于肋基温度....时的理想散热量ф0之比接触热阻Rc :壁与壁之间真正完全接触,增加了附加的传递阻力三类边界条件第一类:规定了边界上的温度值第二类:规定了边界上的热流密度值第三类:规定了边界上物体与周围流体间的表面..传热系数....h 及周围..流体的温度.....。
传热学知识点总结考研
传热学知识点总结考研传热学是热力学的一个重要分支,研究热量在物体之间传递的过程。
在工程学、化学工程、材料科学和环境科学等领域都有着重要的应用。
本文将围绕传热学的基本理论和应用进行系统总结,希望能够对传热学的学习和研究有所帮助。
一、传热学的基本概念1. 传热的定义传热是热量在物体之间传递的过程,可以通过传导、对流和辐射这三种方式进行。
传热的目的是使物体的温度相等或者使热量从高温物体传递到低温物体上。
2. 传热的基本原理传热的基本原理是热量由高温区流向低温区,其基本规律可以用热传导方程、对流传热方程和辐射传热方程来描述。
3. 传热的分类根据传热的方式不同,可以将传热分为传导传热、对流传热和辐射传热。
传导传热是由物体内部的分子传递热量,对流传热是通过流体的运动传递热量,而辐射传热是通过电磁波辐射传递热量。
二、传热学的基本理论1. 传导传热传导传热是由固体内部的分子、原子或离子的运动方式传递热量。
传导传热可以用热传导方程或者傅里叶热传导定律来描述,其中热传导方程可以表达为:q=-kA*(dT/dx),其中q 表示单位时间内通过物体的热量,k表示热导率,A是传热截面积,dT/dx表示温度梯度。
2. 对流传热对流传热是由流体的运动方式传递热量,主要包括自然对流和强制对流两种方式。
自然对流是由温差引起的流体的自然对流运动,而强制对流是通过外力使流体发生运动。
对流传热可以用波亚松定律或者努塞尔数来描述。
3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波的辐射方式传递热量,主要取决于物体的温度和表面的发射率等。
辐射传热可以用斯特凡—波尔兹曼定律或者基尔霍夫定律来描述。
4. 传热的复合方式在实际传热过程中,通常会同时存在传导、对流和辐射三种方式,这就需要将它们进行组合计算。
可以通过综合利用传热系数来描述传热的复合方式。
三、传热学的应用1. 传热器设备传热器是用于传热的设备,广泛应用于化工、能源、环保等领域。
常见的传热器包括换热器、蒸发器、冷凝器和加热器等。
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。
传热学知识点概念总结
传热学知识点概念总结传热学是研究热量传递的科学,主要涉及热传导、热辐射和对流传热三个方面。
下面将对传热学中的一些重要知识点进行概念总结。
1.热传导:热传导是指物质内部由于分子或原子之间的相互作用而引起的热量传递。
热传导的速率与传热介质的导热性质有关,如导热系数、传热介质的温度梯度和传热介质的厚度。
2.热辐射:热辐射是指由于物体表面温度而产生的电磁辐射,无需经过介质媒质进行传热。
热辐射的能量传递与物体的温度和表面特性有关,如表面发射率和吸收率。
3.对流传热:对流传热是指通过流体的流动使热量传递的过程。
对流传热受到流体流动速度、温度差和流体介质的热传导性质的影响。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种形式。
4.导热系数:导热系数是描述材料导热性质的物理量,定义为单位厚度和单位温度梯度时的热流密度。
导热系数是描述热传导能力大小的重要参数,与物质的组成、结构和温度有关。
5.温度梯度:温度梯度是指在物体内部或空间中温度随着距离的变化率。
温度梯度越大,热传导的速率越快。
6.热阻:热阻是指单位时间内单位温差时热传导的阻力。
热阻与传热介质的导热系数和厚度有关。
可通过热阻来描述传热介质对热传导的阻碍程度。
7.热容量:热容量是指单位质量物质温度升高单位温度所需的热量。
热容量与物质的物理性质有关,如比热容和密度。
8.辐射强度:辐射强度是指单位时间内单位面积上辐射通过的能量。
辐射强度与物体的表面发射率和温度有关。
9.辐射传热:辐射传热是指由于物体表面发射和吸收辐射而进行的传热。
辐射传热受到物体表面发射率、吸收率、温度差和介质的辐射传递能力的影响。
10.热傅里叶定律:热傅里叶定律是描述物体内部热传导的定律,其表达式为热流密度与传热介质的导热系数、温度梯度和传热介质的横截面积成正比。
以上是传热学中一些重要的知识点的概念总结。
传热学的研究对于理解和应用热量传递过程具有重要意义,可广泛应用于工程领域的热处理、热能转化和热工学等方面。
传热学基本知识总结
传热学基本知识总结传热学是研究热能在物质中传递的科学,是物体内部的热平衡和热不平衡的原因和规律的研究。
传热学的基本知识涵盖了传热的基本概念、传热方式、传热导率与传热过程的数学描述等内容。
以下是对传热学基本知识的总结。
一、传热的基本概念1.温度:物体内部分子运动的程度的度量。
温度高低决定了热能的传递方向。
2.热量:物体之间由于温度差异而传递的能量。
热量沿温度梯度从高温区向低温区传递。
3.热平衡:物体内部各点的温度相等,不存在热量传递的状态。
4.热不平衡:物体内部存在温度差异,热量从高温区传递到低温区。
二、传热方式1.热传导:固体内部的分子传递热量的方式,通过分子的碰撞传递热量。
2.对流传热:液体或气体中,由于温度差异而产生的流动传递热量的方式。
3.辐射传热:热能通过电磁波的传播传递热量的方式,无需介质参与。
三、热导率热导率是物体传导热量的能力,用导热系数λ来衡量。
热导率取决于物质本身的性质,与物质的材料、温度有关。
热导率越大,物体传热能力越强。
四、传热数学描述1.热量传递方程:描述物体内部传热过程的数学方程,根据物体内部各点之间的温度差和传热方式的不同可以分为热传导方程、热对流方程和热辐射方程。
2.热导率公式:用来计算物体传热量的数学公式,通常与热导率、温度差、传热面积等物理量相关。
五、传热实例1.热传导:例如铁棒的两端被加热,热量通过铁棒内部分子的传递向另一端传递。
2.对流传热:例如空气中的对流传热,空气受热后变热上升,形成了对流传热。
3.辐射传热:太阳的辐射热量通过空间传递到地球表面,为地球提供能量。
在工程中,传热学常常运用于热工系统的设计和优化。
工程师可以通过对传热方式的研究和对材料热导率的了解,提高传热效率,减少能量损耗。
例如,在电子设备的设计中,通过优化散热结构和选择高热导率的材料,可以有效降低设备的温度,提高设备的工作效率和寿命。
传热学也广泛应用于暖通空调系统、汽车引擎、核反应堆等领域。
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。
传热学知识点总结考研真题
传热学知识点总结考研真题一、传热学概念传热学是研究物体之间热量传递的学科,研究热量传递的基本规律和热传递过程的数学模型。
热传递是热量自高温物体传递到低温物体的过程,主要包括传导、对流和辐射三种方式。
二、传热学基本知识1. 热量传递的基本规律热力学第一定律和第二定律规定了热量传递的基本规律。
第一定律要求能量守恒,在热传递中热量从高温物体流向低温物体,使热能分布均匀。
第二定律限制了热量传递的方向,指出热量自热量大者传递到热量小者。
2. 传热的基本方式传导是通过物体内部分子热运动传递热量的方式,是当物体内部温度不均匀时,热量由高温区向低温区传递。
对流是液体或气体中分子受热膨胀上升,冷却后下沉的过程,是传热最常见的方式。
辐射是热能以电磁波的形式传递的方式,适用于真空或无透明物质的热传递。
3. 传热的数学模型传热的数学模型主要采用热传导方程和流体力学方程,通过数学公式和定理来描述传热过程,求解传热问题。
热传导方程描述了传导过程中热量的扩散规律,流体力学方程描述了流体传热过程中的动力学规律。
4. 传热的工程应用传热学在工程中有着广泛的应用,如热工程、制冷空调、化工工程、建筑工程等都离不开传热学的理论和方法。
热传递是很多工程中必不可少的过程,通过传热学的知识和方法可以提高工程的效率和质量。
三、传热学的研究内容1. 传热传质物理基础传热传质物理基础包括热力学、流体力学、传热学、传质学等多个学科知识,主要研究物体间热量传递的基本规律和热量传递过程的数学模型。
此外,也需要涉及热传导、对流传热、辐射传热等传热方式的研究。
2. 传热的数学模型与方法传热学研究中需要建立相应的数学模型,并通过数学方法来解决传热问题。
传热的数学模型可以分为定常传热和非定常传热,通过微分方程和积分方程来描述传热过程,并通过数值计算方法来求解传热问题。
3. 传热的实验方法与技术传热学研究中需要进行大量的实验,通过实验来验证传热理论和模型的正确性。
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。
以下是我整理的传热学知识点总结,欢迎阅读!第一章§1-1 “三个W”§1-2 热量传递的三种基本方式§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基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解,并能进行简单的计算,能对工程实际中简单的传热问题进行分析(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,具体更深入的讨论在随后的章节中体现。
本章重点:1.传热学研究的基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.热量传递的三种基本方式(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:当流体流过物体表面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.传热学研究的基础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。
传热学 总结
第一章绪论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:物体粒子微观的热运动而产生的热量传递现象。
4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程。
热对流:流体个部分之间发生宏观相对位移级领热流体的相互掺混。
5.辐射传热:由于热运动产生的,以电磁波形式传递能量的现象。
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。
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.稳态传热过程:物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。
第二章热传导1.温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总称。
2.等温面(线):由物体内温度相同的点所连成的面(或线)。
3.温度梯度:在等温面法线方向上最大温度变化率。
4.导热系数: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。
导热系数是材料固有的热物理性质,表示物质导热能力的大小。
5.导温系数:材料传播温度变化能力大小的指标。
材料的导热能力与吸热能力之比导温系数不但与材料的导热系数有关,还与材料的热容量(或储热能力)也有关;从物理意义看,导热系数表征材料导热能力的强弱,导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小,两者都是物性参数。
6.傅里叶定律:在各向同性均质的导热物体中,通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。
7.保温(隔热)材料:λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。
8.接触热阻:材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙,给导热过程带来额外热阻。
使两个导热壁面之间出现温差。
接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关,因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法,此外,也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。
传热学知识点概念总结
传热学知识点概念总结传热学是物理学的一个重要分支,研究物质内部或不同物质之间的热量传递现象。
传热学在工程领域中有着广泛的应用,能够帮助我们有效地控制和利用热量。
传热学主要包括传导、对流和辐射这三种传热方式。
下面将对这三种传热方式的概念和主要知识点进行总结。
1.传导传导是物质内部热量传递的一种方式,其基本原理是分子间的碰撞和能量传递。
传导的速率受到物质的导热性质和温度梯度的影响。
-热传导定律:热传导定律是研究传导过程中温度梯度与热流密度(传导热通量)之间的关系。
常用的热传导定律有傅里叶热传导定律和傅科定律。
-导热性:导热性是物质传导能力的度量,常用的导热性指标是热导率或导热系数。
不同物质的导热性质会影响传导速率。
2.对流对流是液体或气体中热量传递的方式,其基本原理是通过流体的对流运动传递热量。
对流通常分为自然对流和强制对流两种方式。
-对流换热公式:对流换热公式是研究对流传热速率的表达式。
常用的对流换热公式有纳塔数(Nu),贝奥数(Bo)和雷诺数(Re)等。
-边界层:对流过程中,流体与物体表面之间形成了一个边界层,边界层内的速度和温度分布与边界层外的流体有明显区别。
3.辐射辐射是通过电磁波传递热量的一种方式,其基本原理是由热源发出热辐射,然后被其他物体吸收。
辐射可以在真空中传播,无需传热介质。
-辐射传热公式:辐射传热公式是研究辐射传热速率的表达式。
斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律是辐射传热的重要基础理论。
-黑体辐射:黑体是指能够吸收所有入射辐射的物体,它具有良好的辐射能力。
黑体辐射是研究辐射传热的基准。
此外,还有一些其他的传热学知识点值得关注和研究:-热导方程:热导方程是描述传导传热过程的偏微分方程,可用于求解物体内部的温度分布。
-热传导与传热系数:热传导与传热系数是研究传导传热速率的重要指标,反映了物质对传热的阻力。
-热传递:热传递是研究热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
热传递包括传导、对流和辐射这三种方式的综合作用。
高等传热学知识点总结
引言概述:在高等传热学中,掌握各种传热方式以及其基本原理是非常重要的。
本文将分析五个大点,其中包括传热方式的分类、传热边界条件、传热传导、传热对流以及传热辐射。
每个大点都将进一步分解为五到九个小点,详细阐述相关知识。
通过本文的学习和理解,读者将能够深入了解高等传热学的知识点。
正文内容:一、传热方式的分类1.传热方式的基本分类2.对流传热与传导传热的区别3.辐射传热的特点及其应用4.相变传热的机理及其实例5.传热方式在工程中的应用案例二、传热边界条件1.传热边界条件的定义及分类2.壁面传热通量的计算方法3.壁面传热系数的影响因素4.壁面传热条件的实验测定方法5.边界条件的选择与优化三、传热传导1.传热传导的基本原理2.导热系数的计算方法3.等效导热系数的定义及其应用4.传热传导方程的推导和求解方法5.传热传导的数值模拟方法及其应用四、传热对流1.对流传热的基本原理2.传热换热系数的计算方法3.流体流动与传热的耦合关系4.对流传热的实验测定方法5.传热对流的同非稳态传热问题五、传热辐射1.辐射传热的基本原理2.黑体辐射的特性和计算方法3.辐射传热过程的数学模型4.辐射系数的影响因素及其计算方法5.传热辐射的应用案例和工程实例总结:通过对高等传热学知识点的总结,我们深入了解了传热方式的分类、传热边界条件、传热传导、传热对流以及传热辐射等重要知识点。
掌握这些知识,可以帮助我们更好地理解传热现象的基本原理及其在工程实践中的应用。
同时,对于热传导与辐射换热和传热对流以及其边界条件的掌握,有助于我们解决工程中的传热问题,优化设计和提高热能利用效率。
在今后的学习和实践中,我们应不断巩固和拓展这些知识,以更好地应对传热学的挑战,并为实际工程问题提供合理的解决方案。
传热学公式总结
传热学公式总结在物理学中,传热学是一个重要的分支领域,研究物质之间热量的传递方式和规律。
在实际应用中,我们常常需要利用传热学公式来计算热传导、对流和辐射等过程中的热量变化。
本文将对传热学中常用的公式进行总结和归纳,帮助读者更好地理解和应用相关知识。
1. 热传导方程热传导是物质内部由于温度差异而引起的热量传递过程。
热传导的速率可以根据傅里叶定律描述:q = -kA(dT/dx)其中,q表示单位时间内通过横截面A传导的热量,k为材料的热导率,dT/dx表示单位长度内温度的变化率。
这个公式说明了热量传导与温度梯度之间的关系,温度梯度越大,热传导速率就越大。
2. 热对流公式热对流是通过流体介质的热传递方式,常见于气体和液体中。
热对流可以根据牛顿冷却定律进行计算:q = hA(Ts - T∞)其中,q表示通过表面积A从物体表面传递的热量,h为热对流系数,Ts为表面温度,T∞为流体的远场/环境温度。
牛顿冷却定律的基本思想是热量传递与温度差和表面积之间成正比,而且逆向传热过程中的温度差往往比较小。
3. 辐射传热公式辐射传热是通过电磁波辐射的方式进行的,不需要物质介质。
具体的辐射传热公式可以根据斯特藩-玻尔兹曼定律给出:q = εσA(T⁴s - T⁴∞)其中,q为单位时间内通过表面积A传递的辐射热量,ε为发射率(表征表面辐射能力的一种无量纲值),σ为斯特藩-玻尔兹曼常数,Ts为表面温度,T∞为远场/环境温度。
斯特藩-玻尔兹曼定律说明了辐射热量与表面温度的四次方成正比,这意味着一个小的温度提高可以显著增加辐射传热率。
4. 复合热传递在实际情况中,热传递往往是多种传热方式的复合过程。
例如,一个物体既有热传导,又有对流和辐射。
在这种情况下,总的热传递可以通过下列公式求得:q = q₁ + q₂ + q₃其中,q₁、q₂和q₃分别表示通过热传导、热对流和辐射传递的热量。
根据具体情况,我们可以使用以上公式中的一个或多个来计算总的热传递。
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。
传热学期末复习专用总结
Gr gtl3 2
数是浮升力/粘滞力比值的一种量度。
瑞利数: Ra Gr Pr gvtl3
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第七章 相变对流传热
凝结传热现象:蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,将汽化潜热释 放给固体壁面,并在壁面上形成凝结液的过程,称凝结传热现象。 凝结换热的分类:根据凝结液与壁面浸润能力不同分为膜状凝结与 珠状凝结。 膜状凝结:凝结液体能很好地湿润壁面,并能在壁面上均匀铺展成 膜的凝结形式,称膜状凝结。 特点:壁面上有一层液膜,凝结放出的相变热(潜热)须穿过液膜 才能传到冷却壁面上, 此时液膜成为主要的换热热阻。 珠状凝结:凝结液体不能很好地湿润壁面,在壁面上形成一个个小 液珠的凝结形式,称珠状凝结。 特点:凝结放出的潜热不须穿过液膜的阻力即可传到冷却壁面上。 所以,在其它条件相同时,珠状凝结的表面传热系数定大于膜状凝 结的传热系数。hd 5 10hf 珠状凝结好,但是难于实现,因此工业上多采用膜状凝结。
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/ m2 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。
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传热学内容总结讲解
传热学内容总结讲解传热学是研究热能的传递方式和规律的科学领域。
它涉及到热传导、热对流和热辐射三种方式的热能传递。
传热学的研究内容包括传热机制、传热性质、传热过程及应用等方面。
下面将对这些内容进行详细的总结讲解。
首先,传热机制是传热学的基础。
热传导是物质内部热能的传递方式,它依靠颗粒之间的热运动和碰撞传递热量。
热对流是通过流体的流动实现热能传递,流体中的分子具有不规则的热运动,当流体在温度梯度下流动时,会带走或带来热量,从而实现热能传递。
热辐射是通过电磁波的传播来传递热能,不需要传热介质的存在。
其次,传热性质是传热学的核心内容。
热传导性质是研究物质导热性能的指标,包括导热系数、导热方程和导热半径等。
导热系数代表了单位温度梯度下单位面积的热能传递量,它是描述物质导热性能的重要参数。
导热方程是用来描述热传导过程的数学方程,可以求解温度分布、热流密度等参数。
导热半径是用来描述热传导长度的指标,表示热传导在单位时间内能传播的距离。
再次,传热过程是传热学的重要研究内容。
热传导过程是物体内部热能传递的过程,可以通过热传导方程进行定量描述。
热对流过程是流体中热能传递的过程,可以通过热力学和流体力学的基本原理进行描述。
热辐射过程是通过电磁波传播热能的过程,可以通过辐射热传递公式进行定量描述。
在实际传热过程中,通常会有多种传热方式同时存在,需要综合考虑各种方式的贡献。
最后,传热学的应用十分广泛。
在热工学中,传热学在工程热设计、热过程计算和热设备优化方面发挥着重要作用。
在材料科学中,传热学可以用于研究材料的导热性能、传热过程及相变等问题。
在能源工程中,传热学可以用于研究能源转化和利用过程中的热传输问题,如热管、换热器等设备的设计与优化。
此外,传热学还广泛应用于建筑、环境、生物医学等领域,对于改善生活和保护环境具有重要意义。
综上所述,传热学是研究热能传递方式和规律的科学领域,涉及到热传导、热对流和热辐射三种方式的热能传递。
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。
传热学总结
传热学总结传热学是研究固体、液体和气体中热能传递及其规律的一门学科。
传热学的应用广泛,包括建筑工程、工业加热、能源系统、生物医学等领域。
下面对传热学做一个简要的总结。
1. 传热机制传热机制包括传导、对流和辐射传热。
传导是指物质内部或物质之间热量传递的过程;对流是指物质内部或物质表面上热量的通过流体运动传递的过程;辐射则是指物体表面通过电磁波而传递热量的过程。
热传导是通过固体和液体内部的分子热运动来传递热能。
热传导的速率取决于传导介质的热导率、介质温度梯度和传导距离等因素。
3. 对流传热对流传热是通过流体内部或表面的流动来传递热能。
对流传热的速率受流体性质、流体速度、流体流动模式和传热面积及温度差等影响。
4. 辐射传热辐射传热是通过电磁波的辐射而传递热量。
辐射传热的速率取决于发射体的温度、表面材料、发射率以及受热面积和温度等因素。
传热时,以上三种传热方式往往同时存在。
5. 传热方式的应用传热学的研究成果已经被广泛地应用于各领域:(1) 建筑工程:在夏季通过对流和辐射传热的相应调整来降低室内温度;在冬季则主要依靠对流和热传导来调节室内温度。
(2) 工业加热:在高温环境下加热物质,传热方式可根据加热介质不同而不同,如空气、水或油等。
(3) 能源系统:传热学应用于太阳能热水器的设计、建造和运作,以及核反应堆中的热交换器和燃烧炉等设备。
(4) 生物医学:在热疗、冷疗和低温保存等方面应用广泛。
6. 传热系数传热系数是传热强度的度量,它表示单位面积和单位时间内的热量传递率与传热面积和传热温差之比。
传热系数是影响传热强度的关键因素之一,在工程应用中非常重要。
7. 热阻与热传导率热阻是物体阻碍热量传递的程度。
热传导率是物质传导热量的能力。
它们有一定的关系,即热传导率愈大,则热阻越小;反之亦然。
总之,传热学是一门非常重要的学科,广泛应用于各领域,热能的传递机制、传热系数、热阻与热传导率等因素是研究传热学的关键。
因此,加强对传热学的研究与应用,对于提高各领域的能源利用效率和节能减排具有重要意义。
传热知识点总结
传热知识点总结一、传热的基本概念1. 热传递方式热传递是指热能从高温物体传递到低温物体的过程。
在自然界中,热传递有三种方式:传导、对流和辐射。
1)传导:是指热量在固体或液体内部通过分子的传递而进行传热的现象。
传导的速度取决于物体的热导率和温度梯度。
2)对流:是指热量通过流体内部的流动而进行传热的现象。
对流传热是一种辐射传热和传导传热的耦合方式。
3)辐射:是指热能在真空和空气中通过电磁波传递而进行传热的现象。
辐射传热不需要介质,能够在真空中进行传递。
2. 热传递规律根据热传递方式的不同,热传递规律也有所不同。
在传导传热中,热流密度与温度梯度成正比;在对流传热中,热流密度与温度差、流体性质和流体速度有关;在辐射传热中,表面辐射率与物体表面性质、温度和波长有关。
3. 热传递计算在工程设计中,通常需要计算物体的传热过程。
传热计算需要考虑传热方式、传热系数、温度梯度等因素,并且可以利用传热方程进行计算。
二、传热的机制1. 传导传热传导传热是通过颗粒内部的分子振动而进行热传递的过程。
传导传热取决于介质的热导率和温度梯度。
传导传热的传热率与温度梯度成正比,与距离成反比,通常可以用傅立叶传热定律进行描述。
2. 对流传热对流传热是通过流体内部的流动而进行热传递的过程。
对流传热的传热率与温度差、流体性质和流体速度有关。
对流传热还与流体的黏度、密度、导热系数等物性参数有关。
3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波在真空或空气中进行热传递的过程。
辐射传热的传热率与物体的表面性质、温度和波长有关。
辐射传热的计算通常需要考虑黑体辐射、灰体辐射等因素。
三、传热的数学模型1. 一维传热在一维情况下,传热可以用傅立叶传热方程进行描述。
该方程包括传热导数和传热系数两个物理量,并可以用来描述传导传热、对流传热和辐射传热。
2. 二维传热在二维情况下,传热可以用拉普拉斯传热方程进行描述。
该方程可以用来描述平板、圆柱、球体等形状的传热过程,并可以通过适当的边界条件进行求解。
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第一章绪论§1-1 “三个W”§1-2 热量传递的三种基本方式§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基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解,并能进行简单的计算,能对工程实际中简单的传热问题进行分析(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,具体更深入的讨论在随后的章节中体现。
本章重点:1.传热学研究的基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.热量传递的三种基本方式(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:当流体流过物体表面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.传热学研究的基础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。
试用传热学观点解释原因。
4.从教材表1-1给出的几种h数值,你可以得到什么结论?5.夏天,有两个完全相同的液氮贮存容器放在一起,一个表面已结霜,另一个则没有。
请问哪个容器的隔热性能更好,为什么?第二章导热基本定律及稳态导热§2-1 导热的基本概念和定律§2-2 导热微分方程§2-3 一维稳态导热§2-4伸展体的一维稳态导热要求:本章应着重掌握Fourier定律及其应用,影响导热系数的因素及导热问题的数学描写——导热微分方程及定解条件。
在此基础上,能对几种典型几何形状物体的一维稳态导热问题用分析方法确定物体内的温度分布和通过物体的导热量。
本章重点:1.基本概念温度场t=f(x,y,z,τ),稳态与非稳态,一维与二维导热系数λ2.导热基本定律:可以认为是由傅立叶导热公式引深而得到,并具有更广泛的适应性。
(1)可以应用于三维温度场中任何一个指定的方向(2)不要求物体的导热系数必须是常数(3)不要求沿x方向的导热量处处相等(4)不要求沿x方向的温度梯度处处相等(5)不要求是稳态导热3.导热微分方程式及定解条件1)导热微分方程式控制了物体内部的温度分布规律,故亦称为温度控制方程只适用于物体的内部,不适用于物体的表面或边界。
受到坐标系形式的限制。
其推导依据是能量守恒定律和傅立叶定律。
2)定解条件定解条件包括初始条件和边界条件。
第一类边界条件给定边界上的温度值第二类边界条件给定边界上的热流密度值第三类边界条件给定边界对流换热条件3)求解思路求解导热问题的思路主要遵循“物理问题⌫数学描写⌫求解方程⌫温度分布⌫热量计算”4.一维稳态导热问题的解析解1)如何判断问题是否一维2)两种求解方法对具体一维稳态无内热源常物性导热问题,一般有两种求解方法:一是直接对导热微分方程从数学上求解,二是利用fourier定律直接积分。
前者只能得出温度分布再应用fourier定律获得热流量。
3)温度分布曲线的绘制对一维稳态无内热源导热问题,当沿热流方向有面积或导热系数的变化时,依此很容易判断温度分布。
本章难点:本章难点是对傅立叶导热定律的深入理解并结合能量守恒定律灵活应用,这是研究及解决所有热传导问题的基础。
思考题:1.如图所示为一维稳态导热的两层平壁内温度分布,导热系数λ均为常数。
试确定:(1)q1,q2及q3的相对大小;(2) λ1和λ2的相对大小。
2.一球形贮罐内有-196 的液氦,外直径为2m,外包保温层厚30cm,其λ= 0.6w/m.k。
环境温度高达40 ,罐外空气与保温层间的h=5w/m2.k试计算通过保温层的热损失并判断保温层外是否结霜。
3.试推导变截面伸展体的导热微分方程,并写出其边界条件。
假设伸展体内导热是一维的。
第三章非稳态导热§3-1非稳态导热的基本概念§3-1集总参数法§3-3非稳态导热过程的微分方程分析要求:通过本章的学习,读者应熟练掌握非稳态导热的基本特点,集总参数法的基本原理及其应用,一维非稳态导热问题的分析解及海斯勒图的使用方法。
读者应能分析简化实际物理问题并建立其数学描写,然后求解得出其瞬时温度分布并计算在一段时间间隔内物体所传递的导热量。
本章重点;一.非稳态导热过程1.实质:由于某种原因使物体内某点不断有净热量吸收或放出,形成了非稳态温度场。
2.一维非稳态导热的三种情形:见教材图3-3。
3.Bi,Fo数的物理意义二.集总参数法1.实质:是当导热体内部热阻忽略不计即Bi⌫0时研究非稳态导热的一种方法。
判别依据:Bi<0.1M。
2.时间常数3.几点说明:导热体外的换热条件不局限于对流换热。
建立导热微分方程的根本依据是能量守恒定律;由Bi数的定义,若h或特征长度d未知时,事先无法知道Bi数的大小,此时先假设集总参数法条件成立,待求出h或d之后,进行校核。
三.一维非稳态导热分析解1.前提:一维、无内热源、常物性,Bi⌫或有限大。
2.非稳态导热的正规状况阶段:当Fo>0.2以后,非稳态导热进入正规状况阶段。
此时从数学上表现为解的无穷级数只需取第一项,从物理上表现为初始条件影响消失,只剩下边界条件和几何因素的影响。
本章难点:1.对傅立叶数Fo和毕渥数Bi物理含义的理解。
2.集总参数法和一维非稳态导热问题分析解的定量计算。
思考题:1.两个侧面积和厚度都相同的大平板,也一样,但导温系数a不同。
如将它们置于同一炉膛中加热,哪一个先达到炉膛温度?2.两块厚度为30mm的无限大平板,初始温度20℃,分别用铜和钢制成,平板两侧表面温度突然上升到60℃,试计算使两板中心温度均上升到56℃时,两板所需时间比。
已知a铜=103,a钢=12.9(10-6m2/s)。
3.某同学拟用集总参数法求解一维长圆柱的非稳态导热问题,他算出了F o和Bi数,结果发现Bi不满足集总参数法的条件,于是他改用Fo和Bi数查海斯勒图,你认为他的结果对吗,为什么?4.在教材图3-6中,当越小时,越小,此时其他参数不变时越小。
即表明越小,平板中心温度越接近流体温度。
这说明越小时物体被加热反而温升越快,与事实不符,请指出上述分析错误在什么地方。
5.用热电偶测量气罐中气体的温度,热电偶初始温度20℃,与气体表面h=10w/m2.k,热电偶近似为球形,直径0.2mm。
试计算插入10s后,热电偶的过余温度为初始过余温度的百分之几?要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1%,至少需要多长时间?已知热电偶焊锡丝的 =67w/m.k,ρ=7310kg/m3,c=228J/kg.k。
第五章对流换热§5-1对流换热概说§5-2 对流换热的数学描写§5-3对流换热边界层微分方程组§5-4相似理论基础§5-5管内受迫流动§5-6 横向外掠圆管的对流换热§5-7自然对流换热及实验关联式要求;通过本章的学习,读者应从定性上熟练掌握对流换热的机理及其影响因素,边界层概念及其应用,以及在相似理论指导下的实验研究方法,进一步提出针对具体换热过程的强化传热措施。
本章主要从定量上计算无相变流体的对流换热,读者应能正确选择实验关联式计算几种典型的无相变换热(管槽内强制对流,外掠平板、单管及管束强制对流,大空间自然对流)的表面传热系数及换热量。
本章重点:一.对流换热及其影响因素对流换热是流体掠过与之有温差的壁面时发生的热量传递。
导热和对流同时起作用。
表面传热系数h是过程量。
研究对流换热的目的从定性上讲是揭示对流换热机理并针对具体问题提出强化换热措施,从定量上讲是能计算不同形式的对流换热问题的h及Q。
对流换热的影响因素总的来说包括流体的流动起因、流动状态、换热面几何因素、相变及流体热物性等。
亦说明h是一复杂的过程量,Newton冷却公式仅仅是其定义式。
二.牛顿冷却公式三.分析法求解对流换热问题的实质分析法求解对流换热问题的关键是获得正确的流体内温度分布,然后利用式5-3求出h,进而得到平均表面传热系数。
四.边界层概念及其应用速度和温度边界层的特点及二者的区别。
温度边界层内流体温度变化剧烈,是对流换热的主要热阻所在。
数量级对比是推导边界层微分方程组常用的方法。
基于:五.相似原理对流换热的主要研究方法是在相似理论指导下的实验方法。
学习相似理论,应充分理解并掌握三个要点:如何安排实验(应测的量);实验数据和整理方法;所得实验关联式推广应用的条件。
准则数一般表现为相同量纲物理量或物理量组合的比值,在具体问题中表示的并不是其比值的真正大小,而是该比值的变化趋势。
传热与流动中常见的准则数Re、Pr、Nu、Gr、Bi、Fo,其定义和物理意义是应该熟练掌握的。
六.无相变对流换热的定量计算注意:判断问题的性质选择正确的实验关联式三大特征量的选取: 、 、牛顿冷却公式对不同的换热,温差和换热面积有区别实际问题中常常需要使用迭代方法求解,计算结束时应校核前提条件是否满足。
( 或 则 ,需先假定流态,最后再校核 )对流换热常常与辐射换热同时起作用,尤其在有气体参与的场合。
本章难点:对流换热机理和过程的理解相似原理和相似准则数意义的理解定量计算思考题;1.管内强制对流换热,为何采用短管或弯管可以强化流体换热?2.其它条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷比,哪个的h大,为什么?3.在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验,到太空中是否仍有效?为什么?4.由式中没有出现流速,∴h与流体速度场无关,这样说对吗?5.一般情况下粘度大的流体其Pr也大。
由可知,Pr越大,Nu也越大,从而h也越大,即粘度大的流体其h也越高,这与经验结论相悖,为什么?6.设圆管内强制对流处于均匀壁温t w的条件,流动和换热达充分发展阶段。
流体进口t f`,质量流量为q m,定压比热容为c p,流体与壁面间表面传热系数为h。
试证明下列关系式成立:式中P为管横截面周长,t f x指流体在截面x处平均温度。