热传导物理课件
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热传导(通用版)ppt课件
在金属内部则依靠自由电子的运动，而对于非金 属则主要通过晶格的热振动波进行热量的传递。
.
第一节 导热
温度场（Temperature field） 某时刻空间所有各点温度分布的总称 温度场是时间和空间的函数，即：
tf(x,y,z,)
.
第一节 导热
如果物体内各点的温度在温度不随时间 而变，称为稳态温度场。
和温度的壁面接触时，将发生凝结过程。 凝结时蒸汽释放出汽化潜热并传递给固 体壁称凝结换热过程。
分为膜状凝结、珠状凝结 液膜的导热热阻成为膜状凝结换热的主要阻力 不凝结气体——附加热阻（凝汽器设有抽气系统） 排除凝结液、减小液膜厚度——强化膜状凝结换热
.
第三节 辐射换热
概念
.
第二节 对流换热
.
第二节 对流换热
▲对流换热的主要影响因素
1.流动的起因
h强制h自然
2.流体的流态
h紊流 h层流
Re wd wd
➢ 当Re<2320时为稳定层流； ➢ Re>10000时为旺盛紊流 ； ➢ 2320<Re<10000时则为流
态不 确定的过渡阶段。
.
第二节 对流换热
3.流体的物理性质多层平壁源自QaS(twtf)twtf 1
aS
Q
1
tw1 tw4
2 3
1S 2S 3S
Q=温差除以热阻之和
q
Q S
tw1 tw4
1 2 3
1 2 3
.
第一节 导热
导热量 Q t R
热阻→热流量 在导热分析计算中，热阻的概念 是很重要的。掌握了不同物体的导热 热阻，也就能计算这些物体的热流量。
Q Sd tS tw 1 tw 2 tw 1 tw 2 tw 1 tw 2W
.
第一节 导热
温度场（Temperature field） 某时刻空间所有各点温度分布的总称 温度场是时间和空间的函数，即：
tf(x,y,z,)
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第一节 导热
如果物体内各点的温度在温度不随时间 而变，称为稳态温度场。
和温度的壁面接触时，将发生凝结过程。 凝结时蒸汽释放出汽化潜热并传递给固 体壁称凝结换热过程。
分为膜状凝结、珠状凝结 液膜的导热热阻成为膜状凝结换热的主要阻力 不凝结气体——附加热阻（凝汽器设有抽气系统） 排除凝结液、减小液膜厚度——强化膜状凝结换热
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第三节 辐射换热
概念
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第二节 对流换热
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第二节 对流换热
▲对流换热的主要影响因素
1.流动的起因
h强制h自然
2.流体的流态
h紊流 h层流
Re wd wd
➢ 当Re<2320时为稳定层流； ➢ Re>10000时为旺盛紊流 ； ➢ 2320<Re<10000时则为流
态不 确定的过渡阶段。
.
第二节 对流换热
3.流体的物理性质多层平壁源自QaS(twtf)twtf 1
aS
Q
1
tw1 tw4
2 3
1S 2S 3S
Q=温差除以热阻之和
q
Q S
tw1 tw4
1 2 3
1 2 3
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第一节 导热
导热量 Q t R
热阻→热流量 在导热分析计算中，热阻的概念 是很重要的。掌握了不同物体的导热 热阻，也就能计算这些物体的热流量。
Q Sd tS tw 1 tw 2 tw 1 tw 2 tw 1 tw 2W
传热学课件第 二 章 稳 态 热传导
d2t d x2
m 2 t t f
1
通过肋壁的导热
一、等截面直肋的导热
4.求解：
4>.引入过余温度：<1>式变为 <4> 5>.解微分方程得温度场 <4>式为一个二阶线性齐次常微分方程，它的通解为： =C1emx+C2e-mx <5> 将边界条件<2>、<3>代入<5>即得肋片沿H方向的温度分布：
通过圆筒壁的导热
一、已知第一类边界条件
据傳里叶定律并整理后可得热流量的表达式： 1 ln d2 2l d1 式中的分母即为长度为l的圆筒壁的导热热阻。 单位为：℃/W 实际工程多采用单位管长的热流量ql来计算热流量：
t w1 t w 2
ql
Q l
t w1 t w 2
d ln d2 2 1 1
通过平壁的导热
二、已知第三类边界条件：
q
q
t f 1 t f 2
1 1 h1 h2
也可写作：q=k（tf1-tf2） （请牢记K的物理意义！） 对于冷热流体通过多层平壁的导热，可写作：
t f 1 t f 2
1 h1
i 1
n
i 1 i h2
若已知传热面积A，则热流量为：
e m x H e m x H 0 e mH e mH
d 2 m 2 d x2
or :
0
或写作：
0
ch mx H ch mH
expmx H exp mx H expmH exp mH
1
h21d x 0
热传导 课件
√ 1、额头电熨斗熨衣服利用的是热传导。（ ） √ 2、用冰袋冷敷时，人体的热量传递给冰袋。（ ）
课堂练习
三、选择题 热在金属片上的传递方向是（ C ）。
A.一个方向 B.三个方向 C.各个方向
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书设计
本课思维导图
由高温向低温 有温
传递
度差
相互接触或在同一物 体的不同部位
冷敷或热敷
吹头发
3、冷敷或热敷：冷敷是皮肤的热传递给布包里的冰块，皮肤的温度降低，达到减慢
血液循环的目的；热敷是布包时的热传递给皮肤，皮肤温度变高，以加快血液循环。
4、吹头发：电吹风产生的热传递给头发，头发温度升高；另外电吹风吹出气体，加
速空气流动。这两个因素的共同作用使头发上的水快速蒸发变干。
新知讲解 活动 四 生活中常见的热传导事例 生活中有许多热传导的事例，利用高温物体传热给低温物体的原理，为我们的生
冷热水温 度变化
冷热水温度逐渐相同
热传导
生活 事例
烙饼 量体温 冷敷或热敷 吹头发 电烙铁作画 ……
操作提示 1、注意酒精灯的使用安全， 不要用嘴吹灭酒精灯。 2、实验过程中不要触摸金属 片，以免被烫作。
新知讲解 活动 二 研究热在金属中的传递方向
1、金属中的热传递。 实验现象：（1）加热金属片一端，凡士林从加热一端向另一端熔化。 （2）加热金属片中心，凡士林从中心点向四周扩散熔化。 实验分析：（1）从一端加热第一块金属片，加热端温度高，另一端温度低，热由 温度高的一端开始向温度低的一端传递。 （2）从中心加热另一块金属片，中心温度高，四周温度低，热由温度高的中心点 向温度低的四周传递。 实验结论：无论是加热金属片的中心还是边缘，金属片都会变热，说明是可以传递 的，而且是从温度高的地方传到温度低的地主。传递方向是四面八方。
课堂练习
三、选择题 热在金属片上的传递方向是（ C ）。
A.一个方向 B.三个方向 C.各个方向
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书设计
本课思维导图
由高温向低温 有温
传递
度差
相互接触或在同一物 体的不同部位
冷敷或热敷
吹头发
3、冷敷或热敷：冷敷是皮肤的热传递给布包里的冰块，皮肤的温度降低，达到减慢
血液循环的目的；热敷是布包时的热传递给皮肤，皮肤温度变高，以加快血液循环。
4、吹头发：电吹风产生的热传递给头发，头发温度升高；另外电吹风吹出气体，加
速空气流动。这两个因素的共同作用使头发上的水快速蒸发变干。
新知讲解 活动 四 生活中常见的热传导事例 生活中有许多热传导的事例，利用高温物体传热给低温物体的原理，为我们的生
冷热水温 度变化
冷热水温度逐渐相同
热传导
生活 事例
烙饼 量体温 冷敷或热敷 吹头发 电烙铁作画 ……
操作提示 1、注意酒精灯的使用安全， 不要用嘴吹灭酒精灯。 2、实验过程中不要触摸金属 片，以免被烫作。
新知讲解 活动 二 研究热在金属中的传递方向
1、金属中的热传递。 实验现象：（1）加热金属片一端，凡士林从加热一端向另一端熔化。 （2）加热金属片中心，凡士林从中心点向四周扩散熔化。 实验分析：（1）从一端加热第一块金属片，加热端温度高，另一端温度低，热由 温度高的一端开始向温度低的一端传递。 （2）从中心加热另一块金属片，中心温度高，四周温度低，热由温度高的中心点 向温度低的四周传递。 实验结论：无论是加热金属片的中心还是边缘，金属片都会变热，说明是可以传递 的，而且是从温度高的地方传到温度低的地主。传递方向是四面八方。
热传导方程(扩散方程)ppt课件
( x ,t0) ( x )
波方程的Cauchy问题
由泛定方程和相应边界条件构成的定解问题称为 边值问题。
u0, (x,y),
u f (x, y).
Laplace方程的边值问题
由偏微分方程和相应的初始条件及边界条件构成 的定解问题称为混合问题。
uutt0a2(u(xxx,y,uzy)yuzz)0
kn|x0k(x) qnq0
u x
|xl
q0 k
u x |x0
q0 k
xl
若端点是绝热的，则
u u x|xl x x0 0
三、定解问题
定义1 在区域 G[0,) 上，由偏微分方程、初 始条件和边界条件中的其中之一组成的定解问题称为 初边值问题或混合问题。
u ut x,a 02 u xx (x 0),,
注 1、热传导方程不仅仅描述热传导现象，也可以
刻画分子、气体的扩散等，也称扩散方程；
2、上述边界条件形式上与波动方程的边界条件 一样，但表示的物理意义不一样；
3、热传导方程的初始条件只有一个，而波动方 程有两个初始条件。
4、除了三维热传导方程外，物理上，温度的分 布在同一个界面上是相同的，可得一维热传导方
gk1 k
u1.
注意第三边界条件的推导：
研究物体与周围介质在物体表面上的热交换问题
把一个温度变化规律为 u(x, y, z, t)的物体放入 空
气介质中，已知与物体表面接触处的空气介质温度
为 u1(x, y, z, t)，它与物体表面的温度u(x, y, z, t)并不
相同。这给出了第三边界条件的提法。
或
u knk1(uu1).
即得到（1.10）： ( u nu)|(x,y,z) g(x,y,z,t).
数学物理方法课件：08第8章 热传导方程的傅里叶解
产生，u( x, t)
t
( x, t; )d
0
Tn (t ) sin
n1
n
l
x
,
Tn(t)
t 0
d
fn (
) e xp[
n2
l2
2
a2(t
)]
a)2
(2)
本征问题
X X (0)
X X
(l
0 )
0
Xn( x) cos(kn x) (n 0)
(3) 按本征函数展开 ( x, t) Tn(t)cos(kn x) n1
( x,0) ~( x)
~n
2 l
l 0
cos(kn
x)~(
x
)
dx
t a2 x x
~f Tn nTn
y dy, z, t )dxdz dt
通过前后表面流入的净热量
dQT
dQT
k[
u ( x, y
y, z,t)
u ( x, y
y dy, z, t )]dxdz dt
k uy y dxdydz dt
➢ 热传导方程的导出
R
dt 时间内体积元积累的总热量
TS
dQ dQin F (r , t)dxdydzdt
这股热量使体积元温度升高
u
u(r , t
dt)
u(r , t)
u
ut
dt
dQin
F (r , t)dxdydzdt
C dxdydz
ut a2 (ux x uy y uz z ) f
a2 k , f F
C
C
• 热传导的泛定方程 ut a2 2u f 类似的推导：三维弹性体的振动 ut t a2 2u f 二维热传导：ut a2 (ux x uy y ) f ( x, y, t) 一维热传导：ut a2ux x f ( x, t) 实例：侧面绝热的细杆
固体物理-03-11晶格的热传导PPT课件一等奖新名师优质课获奖比赛公开课
西南科技大学
—— 不考虑电子对热传导旳贡献，晶体中旳热传 导主要依托声子来完毕
固体物理 Solid State Physics
—— 固体中存在温度梯度时，“声子气体”旳 密度分布是不均匀旳
—— 温度较高旳区域将有产生较多旳振动模式 和具有较大旳振动幅度，即有较多旳声子被激发 ，“声子”密度高
—— 这些声子经过和晶体中其他声子发生碰撞 ，使得温度较低旳区域具有一样旳“声子”密度
—— 因而“声子”在无规则运动旳基础上产生 定向运动 —— 声子旳扩散运动，相应旳热量从 晶体较高温度区域传到温度较低区域
西南科技大学
固体物理 Solid State Physics
——N过程和U过 程非简谐作用伴伴随声子旳产生和湮灭，在
这些过程中声子遵守能量守恒和准动量选择定 则。三声子碰撞过程可表达为：
q2 q1
q1+ q2 q1+ q2 + G n
西南科技大学
此时， q1 、q2 和 q3 中至少有两个较大，且 往往三个波矢间旳夹角也较大，甚至方向基本相反
固体物理 Solid State Physics
有关U过程和N过程
——N过程只是变化了动量旳分布，而不影响热流旳 方向，它对热阻是没有贡献旳。
固体物理 Solid State Physics
旳G过h 程0为正常过程（Normal Process）， 简称为N过程。
此时 、q1 间q旳2 夹角均为锐角， 、 、q1 均q较2 小q3 （一般不超出布里渊区线度旳二分之一）.
西南科技大学
固体物理 Solid State Physics
Gh 0 旳过程为倒逆过程（Umklapp Process），简称为U过程。
热量传递过程PPT课件
2021年7月1日星期四
8
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热传导过程
热传导规律
（2）导热系数λ λ表征材料导热性能的一个参数，其值越大，材料导热性能越好。
例： 金属
10～102 w/(m ·℃)
建筑材料 10-1～10 w/(m ·℃)
绝热材料 10-2～10-1 w/(m ·℃)
实验测得导热系数λ与温度t的关系： 0 (1 at)
其中： β --- 膨胀系数， ℃-1
βυυ1 t2 2υ t1 1
υ --- 流体比体积，m3/kg ， υ=1/ρ ； υ2，υ1 --- 对应于t2、t1的流体比体积 ；
于是： α fu,ρ,l,μ,βgΔtλ, ,cp
② 无因次化：
αl λ
fρμlu,cλpμ,β
gΔ tl3ρ2 μ2
2、通过圆筒壁的热传导过程：
圆筒壁的热传导的温度分布见图4-6所示。
在圆筒壁内取同心薄层圆筒并对其作热
量衡算：
2rlq |r
2 (r
r)lq |rr
(2rrl )
t
cP
对于定态热传导： t 0
则： 2rlq |r 2 (r r)lq |rr Q
图4-6 圆筒壁的热传导
2021年7月1日星期四
Q
t1 t2 δ1
t2 t3 δ2
t3 t4 δ3
λ1A
λ2 A
λ3 A
或：
Q
ΣΔt Σδ
总推动力 总阻力
λA
② 各层的温差
(t1 t2 ): (t2 t3 ):( t3 t4 )
δ1 : δ2 : δ3 λ1A λ2A λ3A
R1 :R2 :R3
2021年7月1日星期四
热传导PPT课件
.
7
.
8
2、声子热导
从晶格格波的声子理论可知，热传导过程 ------声子从高浓度区域到低浓度区域的扩散过程。
热阻：声子扩散过程中的各种散射。
根据气体热传导的经典分子动力学，热传导系数 λ ：
1 c l 3
cV：单位体积气体分子的比热------单位体积中声子的比热； v ：气体分子的运动速度------声子的运动速度； l：气体分子的平均自由程------声子的平均自由程。
热占一定份量，随着温度的上升，热导率略有增大（气体导热）
.
18
2、结构的影响
• 晶体结构越复杂，晶格振动偏离非线性越大，热导率越 低。 • 晶向不同，热传导系数也不一样，如：石墨、BN为层状 结构，层内比层间的大4倍，在空间技术中用于屏蔽材料。 • 多晶体与单晶体同一种物质多晶体的热导率总比单晶小。
—— 翻转过程（声子碰撞）
.
10
• 点缺陷的散射
散射强弱与点缺陷的大小和声子的波长相对大小有关。
点缺陷的大小是原子的大小：
在低温时，为长波，波长比点缺陷
大的多，估计 ： 波长 D a/T
犹如光线照射微粒一样，从雷利公
式知: 散射的几率 1/4 T4,平
均自由程与T4成反比.
在高温时，声子的波长和点缺陷大 小相近似，点缺陷引起的热阻与温 q 度无关。平均自由程为一常数。
➢ 非稳定传热（物体内各处的温度随时间而变化 ） 一个与外界无热交换，本身存在温度梯度的物体，随着时间的 推移温度梯度趋于零的过程，即存在热端温度不断降低和冷端 温度不断升高，最终达到一致的平衡温度。该物体内单位面积 上温度随时间的变化率为：
（ρ为密度，CP为恒压热容）
.
天津大学版化工原理第四章热传导ppt 课件
3
或：
dt dt a bt 2rl dr dr Q ln r ＝2 at t b t 2 t 2 1 1 l r1 2 175 0.000198 2 128.6 ln ＝2 0.103180 t 3 180 2 t 3 75 2 导热：Q＝－A
y：组分的摩尔分率
二. 平壁的稳定热传导
1、单层平壁的稳定热传导
二. 平壁的稳定热传导 1、单层平壁的稳定热传导 b t2 dt Q dx S dt Q S 0 t1 dx
S (t1 t2 ) t1 t2 t Q b b / S R
传热推动力 传热速率＝ 传热阻力 若对傅立叶定律进行不定积分 x t Q 传热推动力：温度差
r2 dr t2 dt dt Q S 2rl Q 2l dt r1 r t1 dr dr
t1 t 2 t1 t 2 r2 r1 Q 2l 令rm r2 ln( r2 r1 ) r 2 ln ln r1 r1 2l 2l (r2 r1 ) (t1 t 2 ) 2l (r2 r1 ) (t1 t 2 ) S 2lr 或Q m m r2 r2 (r2 r1 ) ln b ln r1 r1
t 总推动力 (t1 t4 ) Q b b1 b R 总热阻 2 3 1S m1 2 S m 2 3 S m3 也可写为： Q t1 t 4 ln r2 / r1 ln r3 / r2 ln r4 / r3 2l1 2l2 2l3
对n层圆筒壁
例题
• 例4-1 有一燃烧炉，炉壁由三种材料组成。最内层 是耐火砖，中间为保温砖，最外层为建筑砖。已知 • 耐火砖 b1=150mm λ1=1.06W/m· ℃ • 保温砖 b2=310mm λ2=0.15W/m· ℃ • 建筑砖 b3=240mm λ3=0.69W/m· ℃ • 今测得炉的内壁温度为1000℃，耐火砖与保温砖之 间界面处的温度为946℃。试求： • (a)单位面积的热损失； • (b)保温砖与建筑砖之间界面的温度； • (c) 建筑砖外侧温度。
或：
dt dt a bt 2rl dr dr Q ln r ＝2 at t b t 2 t 2 1 1 l r1 2 175 0.000198 2 128.6 ln ＝2 0.103180 t 3 180 2 t 3 75 2 导热：Q＝－A
y：组分的摩尔分率
二. 平壁的稳定热传导
1、单层平壁的稳定热传导
二. 平壁的稳定热传导 1、单层平壁的稳定热传导 b t2 dt Q dx S dt Q S 0 t1 dx
S (t1 t2 ) t1 t2 t Q b b / S R
传热推动力 传热速率＝ 传热阻力 若对傅立叶定律进行不定积分 x t Q 传热推动力：温度差
r2 dr t2 dt dt Q S 2rl Q 2l dt r1 r t1 dr dr
t1 t 2 t1 t 2 r2 r1 Q 2l 令rm r2 ln( r2 r1 ) r 2 ln ln r1 r1 2l 2l (r2 r1 ) (t1 t 2 ) 2l (r2 r1 ) (t1 t 2 ) S 2lr 或Q m m r2 r2 (r2 r1 ) ln b ln r1 r1
t 总推动力 (t1 t4 ) Q b b1 b R 总热阻 2 3 1S m1 2 S m 2 3 S m3 也可写为： Q t1 t 4 ln r2 / r1 ln r3 / r2 ln r4 / r3 2l1 2l2 2l3
对n层圆筒壁
例题
• 例4-1 有一燃烧炉，炉壁由三种材料组成。最内层 是耐火砖，中间为保温砖，最外层为建筑砖。已知 • 耐火砖 b1=150mm λ1=1.06W/m· ℃ • 保温砖 b2=310mm λ2=0.15W/m· ℃ • 建筑砖 b3=240mm λ3=0.69W/m· ℃ • 今测得炉的内壁温度为1000℃，耐火砖与保温砖之 间界面处的温度为946℃。试求： • (a)单位面积的热损失； • (b)保温砖与建筑砖之间界面的温度； • (c) 建筑砖外侧温度。
《传热学基本知识》PPT课件
《传热学基本知识》PPT 课件
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教学目标：
➢了解稳定传热的根本概念； ➢理解稳定tbt1)F
q(tbt1)
Q －单位时间的对流换热量。
q －对流换热热流强度。
F －墙壁的换热面积。 t b －墙面的温度。
t 1 －流体的温度。
－对流换热系数，
其大小反映了对流换热的强弱。
变换公式的形式，可得：
q tb t1 tb t1
1
R
R －对流换热热阻，与对流换热系数成反比。
▪ 黑体：能吸收全部热射线的物体，即 。1
▪ 白体：能反射全部热射线的物体，即 。1 ▪ 透明体：能透过全部热射线的物体，即 。1 ▪ 在自然界中，绝对黑体、白体和透明体的是不存在的。
三、热辐射的根本定律 在所有的物体中，黑体辐射能力最强，
其他物体辐射能力小于黑体，称灰体。
c( T )4 100
3、传热的根本方式 导热 热对流 热辐射 4、稳定传热的根本概念 稳定传热
传热中温度差保持一恒定值，即不随时间有 所变化。 不稳定传热 传热中温度差随时间变化而变化。
§2－2 稳定导热
一、定义
温度不同的物体直接接触，温度较高的 物体把热能传给温度较低的物体，或 在同一物体内部，热能从温度较高的 局部传给温度较低局部的传热现象。
本概念； ➢了解稳定传热的过程及传热的增强与削弱。
▪ 传热学是研究热量传递过程规律的一门学 科。
▪ 本章介绍传热的根本方式，分析导热、热 对流和辐射的根本特性及应用。
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教学目标：
➢了解稳定传热的根本概念； ➢理解稳定tbt1)F
q(tbt1)
Q －单位时间的对流换热量。
q －对流换热热流强度。
F －墙壁的换热面积。 t b －墙面的温度。
t 1 －流体的温度。
－对流换热系数，
其大小反映了对流换热的强弱。
变换公式的形式，可得：
q tb t1 tb t1
1
R
R －对流换热热阻，与对流换热系数成反比。
▪ 黑体：能吸收全部热射线的物体，即 。1
▪ 白体：能反射全部热射线的物体，即 。1 ▪ 透明体：能透过全部热射线的物体，即 。1 ▪ 在自然界中，绝对黑体、白体和透明体的是不存在的。
三、热辐射的根本定律 在所有的物体中，黑体辐射能力最强，
其他物体辐射能力小于黑体，称灰体。
c( T )4 100
3、传热的根本方式 导热 热对流 热辐射 4、稳定传热的根本概念 稳定传热
传热中温度差保持一恒定值，即不随时间有 所变化。 不稳定传热 传热中温度差随时间变化而变化。
§2－2 稳定导热
一、定义
温度不同的物体直接接触，温度较高的 物体把热能传给温度较低的物体，或 在同一物体内部，热能从温度较高的 局部传给温度较低局部的传热现象。
本概念； ➢了解稳定传热的过程及传热的增强与削弱。
▪ 传热学是研究热量传递过程规律的一门学 科。
▪ 本章介绍传热的根本方式，分析导热、热 对流和辐射的根本特性及应用。
《传热学》电子课件
第1章绪论§1.1 传热学的研究内容及其应用四、传热学在科学技术各个领域中的应用3.3.温度控制温度控制温度控制：：为使一些设备能安全经济地运行为使一些设备能安全经济地运行，，或者为得到优质产品为得到优质产品，，要对热量传递过程中物体关键部位的温度进行控制部位的温度进行控制。
例如例如：：电子器件的冷却航天器重返大气层时的热防护原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量：定律有：绪论第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流（（热对流热对流））(Convection )4. 对流对流换热的特点换热的特点第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流（（热对流热对流））(Convection )5. 对流对流换热量的计算换热量的计算换热量的计算－－－－－－牛顿冷却定律牛顿冷却定律() w f ΦhA t t =− () w f q ΦA h t t ==−h —表面传热系数表面传热系数[[W/(m 2K)]Φ—热流量热流量[[W ]，单位时间传递的热量q —热流密度热流密度[[W/m 2]A—与流体接触的壁面面积与流体接触的壁面面积[[m 2 ]w t —固体壁表面温度固体壁表面温度[[o C ]f t —流体温度流体温度[[o C ]()f w ΦhA t t =− ()f w q ΦA h t t ==−流体受冷流体受热第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流（（热对流热对流））(Convection )6. 表面传热系数表面传热系数（（h ）是过程量是过程量，，与具体的换热过程有关与具体的换热过程有关，，受许多因素影响第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流（（热对流热对流））(Convection )7. 对流热阻=1h t t ΦR hA ∆∆= =1h t t q r h∆∆=wt ft ΦhR 有限面积对流热阻1h R hA=单位面积对流热阻1h r h=第。
《传热学第四版》课件
介绍辐射热传递的物理量和相应的单位。
3 基本方程
4 计算方法
展示辐射传热的基本方程式，包括斯特藩 -玻尔兹曼定律等。
介绍辐射传热的求解方法，如经典方法和 数值方法。
传热应用
传热器设计
通过传热学技术优化传热器 设计来提高能效。
传热系统分析
运用传热学原理对各种传热 系统的能量分析和热优化。
工程实例分析
《传热学第四版》PPT课 件
探索热传递的奥秘，了解从热到冷的自然规律和物理过程。这份课件将带领 你深入了解传热学的基础知识和应用。
课程简介
本课程将介绍传热学的基本概念和应用，包括传热方式、传热界面分析、热 传导的解析方法以及对流换热系数等内容。马上跟我们一起来探索吧！
传热基础
热传导
探讨热在物质内部由热量高处 向低处传递的规律和方程式。
热对流
讲解流体通过对流传递热量的 基本概念、经典模型和实际工 程应用。
热辐射
解读物体表面通过辐射传递热 量的基本原理和表解内部传热方程的推导和各个参数的物理 意义。
传热界面
针对传热界面的特殊性质进行分析和构建。
数学解法
介绍热传导的解析方法，如分离变量和傅里 叶变换。
稳态传热
分析稳态传热的物理机制和特征，并提供数 学模型。
热对流
1
流体力学基础
介绍流体力学的基本概念，如流速、压力和涡度等。
2
对流换热系数
讲解对流换热系数的求解方法，包括Nusselt数和Reynolds数等。
3
对流传热模型
提供自然对流和强制对流的传热模型。
热辐射
1 辐射热传递规律
2 物理描述
解读辐射传热的物理机制和数学表达式。
热传递ppt课件
02 热传导
热传导的定义
热传导：是指热量在物体内部通过分 子、原子等微观粒子的运动传递的过 程。
热传导主要发生在固体、液体和气体 中，因为这些物质都是由微观粒子构 成的，微观粒子之间的相互作用会导 致热能的传递。
热传导的本质是微观粒子动能的传递， 即微观粒子之间相互碰撞，将动能从 高能量的粒子传递给低能量的粒子。
建筑保温
通过使用保温材料，减少建筑物的 热量散失，提高建筑的保温性能。
电子散热器
通过导热材料将电子元件产生的热 量传递到散热器上，再通过散热器 将热量散发到空气中，保证电子元 件的正常工作温度。
03 对流换热
对流换热的定义
总结词
对流换热是指热量通过流体的流动传递过程。
详细描述
对流换热是热传递的一种形式，涉及流体的流动和温度变化。当流体与固体表 面接触时，由于温度差异，会发生热量传递，导致流体和固体之间的温度趋于 一致。
02
在火力发电站中，燃料燃烧产生的热量通过热传递传递给水，
使水变成高温高压蒸汽，推动涡轮机发电。
塑料加工
03
塑料加工过程中，高温加热使塑料软化或熔化，通过热传递实
现塑料的加工成型。
热传递的未来发展
01
高效节能技术
方向。如新型的隔热材料和高效换热器的研究和应用。
对流换热的分类
总结词
对流换热可以分为强制对流和自然对流两类。
详细描述
强制对流是指由于外部力（如泵、风扇等）驱动流体运动而产生的热量传递。自 然对流是指由于流体内部密度差异而自然产生流动，进而发生热量传递。
对流换热的应用实例
总结词
对流换热在日常生活和工业生产 中广泛应用。
2. 发动机冷却
传热学课件第四版-第一章
空间飞行器重返大气层冷却；超高音速飞行器 （Ma=10）冷却；核热火箭、电火箭；微型火箭（电 火箭、化学火箭）；太阳能高空无人飞机
b c d
微电子： 电子芯片冷却 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器 官的冷冻保存 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存
e
f
制
冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；高温
传 热 学
（Heat Transfer）
第一章 绪 论
§1-1 概 述
1.1.1 传热学（Heat Transfer）的研究内容
1 传热学： 研究热量传递规律的科学，具体来讲主要
有热量传递 的机理、规律、计算和测试方法
热量传递过程的推动力：温差
热力学第二定律：热量可以自发地由高温热源传给 低温热源 有温差就会有传热 温差是热量 传递的推动力
1.1.2 传热学研究中的连续介质假设
基本假定： 所研究的物体中的温度、密度、速度、压力 等物理参数都是空间坐标的连续函数。 对于气体而言，所研究物体的几何尺寸要远大于 分子间的平均自由程。 在微机电系统中，所研究物体的几何尺寸常在微 米到毫米之间，微机电系统内的流动和传热问题不满 足连续介质的基本假定。
0
q dx
tw2
tw1
dt q
tw1 tw2
q
t w1 t w 2 t w1 t w 2
t r t R
t
t w1
dt
dx
Φ
A
Q
tw2
R A
r
0
x
导热热阻
t w1
Q
t w2
单位导热热阻
图1-3
b c d
微电子： 电子芯片冷却 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器 官的冷冻保存 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存
e
f
制
冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；高温
传 热 学
（Heat Transfer）
第一章 绪 论
§1-1 概 述
1.1.1 传热学（Heat Transfer）的研究内容
1 传热学： 研究热量传递规律的科学，具体来讲主要
有热量传递 的机理、规律、计算和测试方法
热量传递过程的推动力：温差
热力学第二定律：热量可以自发地由高温热源传给 低温热源 有温差就会有传热 温差是热量 传递的推动力
1.1.2 传热学研究中的连续介质假设
基本假定： 所研究的物体中的温度、密度、速度、压力 等物理参数都是空间坐标的连续函数。 对于气体而言，所研究物体的几何尺寸要远大于 分子间的平均自由程。 在微机电系统中，所研究物体的几何尺寸常在微 米到毫米之间，微机电系统内的流动和传热问题不满 足连续介质的基本假定。
0
q dx
tw2
tw1
dt q
tw1 tw2
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t r t R
t
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dt
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A
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tw2
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0
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导热热阻
t w1
Q
t w2
单位导热热阻
图1-3
传热学完整课件PPT课件
（ 1 ）稳态传热过程； （ 2 ）非稳态传热过程。 1 ）稳态传热过程（定常过程）
凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递 过程均称稳态传热过程。） 凡是物体中各点温度随时间的变化而变化
的热传递过程均称非稳态传热过程。 各种热力设备在持续不变的工况下运行时
的热传递过程属稳态传热过程；而在启动、停 机、工况改变时的传热过程则属 非稳态传热 过程。
.
❖ 3 ）教育思想发生了本质性的变化 ❖ 传热学课程教学内容的组织和表达方
面从以往单纯的为后续专业课学习服务转 变到重点培养学生综合素质和能力方面， 这是传热学课程理论联系实际的核心。从 实际工程问题中、科学研究中提炼出综合 分析题，对培养学生解决分析综合问题的 能力起到积极的作用。
.
❖ 2 、研究对象
第一章
绪
论
.
§1-0 概 述
一、基本概念 ❖ 1 、传热学 ❖ 传热学是研究热量传递规律的学科。 ❖ 1)物体内只要存在温差，就有热量从物
体的高温部分传向低温部分； ❖ 2)物体之间存在温差时，热量就会自发
的从高温物体传向低温物体。
.
2 、热量传递过程 根据物体温度与时间的关系，热量传递过程 可分为两类：
❖ （ 3 ）非导电固体：导热是通过晶格结构 的振动所产生的弹性波来实现的，即原子、 分子在其平衡位置附近的振动来实现的。
.
❖（ 4 ）液体的导热机理：存在两种不同的 观点：第一种观点类似于气体，只是复杂些， 因液体分子的间距较近，分子间的作用力对 碰撞的影响比气体大；第二种观点类似于非 导电固体，主要依靠弹性波（晶格的振动， 原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的） 的作用。
.
b 微电子： 电子芯片冷却 c 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组 织与器官的冷冻保存 d 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮 存 e 制 冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵； 高温水源热泵 f 新能源：太阳能；燃料电池
凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递 过程均称稳态传热过程。） 凡是物体中各点温度随时间的变化而变化
的热传递过程均称非稳态传热过程。 各种热力设备在持续不变的工况下运行时
的热传递过程属稳态传热过程；而在启动、停 机、工况改变时的传热过程则属 非稳态传热 过程。
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❖ 3 ）教育思想发生了本质性的变化 ❖ 传热学课程教学内容的组织和表达方
面从以往单纯的为后续专业课学习服务转 变到重点培养学生综合素质和能力方面， 这是传热学课程理论联系实际的核心。从 实际工程问题中、科学研究中提炼出综合 分析题，对培养学生解决分析综合问题的 能力起到积极的作用。
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❖ 2 、研究对象
第一章
绪
论
.
§1-0 概 述
一、基本概念 ❖ 1 、传热学 ❖ 传热学是研究热量传递规律的学科。 ❖ 1)物体内只要存在温差，就有热量从物
体的高温部分传向低温部分； ❖ 2)物体之间存在温差时，热量就会自发
的从高温物体传向低温物体。
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2 、热量传递过程 根据物体温度与时间的关系，热量传递过程 可分为两类：
❖ （ 3 ）非导电固体：导热是通过晶格结构 的振动所产生的弹性波来实现的，即原子、 分子在其平衡位置附近的振动来实现的。
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❖（ 4 ）液体的导热机理：存在两种不同的 观点：第一种观点类似于气体，只是复杂些， 因液体分子的间距较近，分子间的作用力对 碰撞的影响比气体大；第二种观点类似于非 导电固体，主要依靠弹性波（晶格的振动， 原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的） 的作用。
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b 微电子： 电子芯片冷却 c 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组 织与器官的冷冻保存 d 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮 存 e 制 冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵； 高温水源热泵 f 新能源：太阳能；燃料电池
热传导热辐射热对流课件
感谢观看
THANKS
热辐射
物体通过电磁波传递热量，不需要介质。例如，太阳以热辐射方式向地 球传递热量。
03
热对流
由于流体（气体或液体）的温度差引起的流动，导致热量从高温区域传
递至低温区域。例如，火炉加热房间空气，热空气上升，冷空气下沉。
三种传热方式的关联与组合
热传导与热对流
在流体中，热传导和热对流同时作用。例如，在火炉上烧 水时，热量通过热传导从火炉传至锅底，同时热量通过热 对流传递给锅中的水。
材料中的杂质和缺陷也会对其热传导性能产生影响。
02
热辐射
定义与分类
定义
物体由于具有温度而辐射电磁波 的现象。
分类
根据波长，热辐射可以分为短波 辐射和长波辐射。
热辐射的物理过程
01
02
03
发射
物体由于温度而向外辐射 电磁波。
吸收
物体吸收来自其他物体的 电磁波。
发射和吸收的平衡
在一定的温度下，物体发 射和吸收的电磁波达到平 衡。
热辐射的能量平衡
能量守恒
在封闭系统中，能量不能被创造或消 除，只能从一种形式转换为另一种形 式。
热辐射的能量平衡
在封闭系统中，物体通过热传导、热 对流和热辐射三种方式与其他物体进 行能量交换。
03
热对流
定义与分类
定义
热对流是指通过气体或液体的流动传递热量的过程。
分类
根据流动的性质，热对流可以分为自然对流和强制对流。
热辐射的应用
电力行业
在电力行业，热辐射被用 于发电和输电，如太阳能 发电和地热发电。
太空探索
太空探索中的热辐射也扮 演着重要角色，如太空舱 的温度调节和热辐射散热 。
新苏教版科学五年级上册《热传导》优质课件
①将凡士林均匀地涂在两块金属片上。 ②用试管夹夹住金属片的一端,加热金属片的另 一端,观察凡士林是怎样变化的。 ③加热另一块金属片的中心,观察凡士林是怎样 变化的。
注意：使用酒精灯时要规范，当心别烫着手！
7
探索1
实验现象
加热金属片一端，凡士林 从加热一端向另一端熔化。 加热金属片中心，凡士林 从中心点向四周扩散熔化。
10
探索2
实验现象
热水的温度越来越低，冷水的温 度越来越高，当温度差不多时， 热水和冷水的温度变化很慢，最 后二者温度达到一致。
结论：温度不同的液体之间也可以发生热传导，热由高温物体传向低温物体。
11
小结
实验小结
热可以从物体的某一部分传递到另一 部分，也可以通过直接接触，从一个 物体传递给另一个物体，这种传热方 式叫做热传导。 热传导时，热总是从温度较高处传到 温度较低处。
3
导入
他们是怎样让身体暖和起来的？
暖手宝 泡温泉
哈气
这几种情况热的传
递方式都一样吗？
喝热水
4
导入
观察下图，思考热是怎么传到衣物、板栗上的？
熨衣服
发热板 衣服
炒板栗
火源 铁锅 沙砾 板栗
5
探索1
研究热在金属中的传递
实验材料：凡士林、金属片、试管夹、铁架台、酒精灯、火柴等。
6
探索1
实验步骤
14
课堂总结
同学们，这节课你 有哪些收获呢？
15
谢谢观看 !
2023/10/28
16
小学科学教学措施 1、主体性、探究性原则。要以学生生活经验为基础，以学生的自主探究活动为主要学习活动，设计 典型的探究内容、过程和方法，为学生进行探究性的学习提供有利的指导和帮助，真正成为学生探究 性学习的材料。 2、科学、技术与社会有机结合。引导儿童关注包括人类自身在内的生命群体的生存与发展，关注自 然环境的变化，关注科学技术的发展和对人类、社会环境的影响，使他们学会把科学即使与社会生活 紧密联系起来，尝试用学到的科学知识与技能去反洗、解决自然环境和社会生活中的问题。 3、趣味性。对学生学习活动有吸引力和感染力，感受科学学习活动是妙趣横生、乐趣无穷的科学的 活动。突出培养小学生的科学素养为宗旨。 4、精心准备探究材料 课前教师要认真钻研教材，充分领会教材的设计意图及目标要求，并结合本地的教学实际及学生的需 求，精心为学生准备好有结构的、足量的探究活动材料。 5、精心备课，灵活设计科学探究活动 一方面，正确解读教材，创造性的使用教材。充分利用好教学用书备好课，用心研读教学用书中对每 节课的教学设计，灵活借用教学用书上的设计思路创造性的上好科学课。同时要注意写好教学反思， 及时总结和反思教学中的亮点、困难与困惑，提出可行性的解决方案，为以后调整和改进教学设计提 供丰富的感性素材。
注意：使用酒精灯时要规范，当心别烫着手！
7
探索1
实验现象
加热金属片一端，凡士林 从加热一端向另一端熔化。 加热金属片中心，凡士林 从中心点向四周扩散熔化。
10
探索2
实验现象
热水的温度越来越低，冷水的温 度越来越高，当温度差不多时， 热水和冷水的温度变化很慢，最 后二者温度达到一致。
结论：温度不同的液体之间也可以发生热传导，热由高温物体传向低温物体。
11
小结
实验小结
热可以从物体的某一部分传递到另一 部分，也可以通过直接接触，从一个 物体传递给另一个物体，这种传热方 式叫做热传导。 热传导时，热总是从温度较高处传到 温度较低处。
3
导入
他们是怎样让身体暖和起来的？
暖手宝 泡温泉
哈气
这几种情况热的传
递方式都一样吗？
喝热水
4
导入
观察下图，思考热是怎么传到衣物、板栗上的？
熨衣服
发热板 衣服
炒板栗
火源 铁锅 沙砾 板栗
5
探索1
研究热在金属中的传递
实验材料：凡士林、金属片、试管夹、铁架台、酒精灯、火柴等。
6
探索1
实验步骤
14
课堂总结
同学们，这节课你 有哪些收获呢？
15
谢谢观看 !
2023/10/28
16
小学科学教学措施 1、主体性、探究性原则。要以学生生活经验为基础，以学生的自主探究活动为主要学习活动，设计 典型的探究内容、过程和方法，为学生进行探究性的学习提供有利的指导和帮助，真正成为学生探究 性学习的材料。 2、科学、技术与社会有机结合。引导儿童关注包括人类自身在内的生命群体的生存与发展，关注自 然环境的变化，关注科学技术的发展和对人类、社会环境的影响，使他们学会把科学即使与社会生活 紧密联系起来，尝试用学到的科学知识与技能去反洗、解决自然环境和社会生活中的问题。 3、趣味性。对学生学习活动有吸引力和感染力，感受科学学习活动是妙趣横生、乐趣无穷的科学的 活动。突出培养小学生的科学素养为宗旨。 4、精心准备探究材料 课前教师要认真钻研教材，充分领会教材的设计意图及目标要求，并结合本地的教学实际及学生的需 求，精心为学生准备好有结构的、足量的探究活动材料。 5、精心备课，灵活设计科学探究活动 一方面，正确解读教材，创造性的使用教材。充分利用好教学用书备好课，用心研读教学用书中对每 节课的教学设计，灵活借用教学用书上的设计思路创造性的上好科学课。同时要注意写好教学反思， 及时总结和反思教学中的亮点、困难与困惑，提出可行性的解决方案，为以后调整和改进教学设计提 供丰富的感性素材。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例如： 非金属液体k∈(0.17～0.7)W/(m.K) 纯金属k∈(50～415)W/(m.K) 合金k∈(12～120)W/(m.K) 常用的绝热材料k∈(0.03～0.17)W/(m.K) 气体k∈(0.007～0.17)W/(m.K)(1个标准大气压)
3
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism）
(1)声子:晶格振动的能量是量子化的。声频支格波看成是一种弹性波，类似于 在固体中传播的声波，因此就把声频波的量子称为声子。具有的能量为hv 。
声频支格波—弹性波—声波—声子
(2)声子导热：温度不高时，光频支格波能量很小，导热的贡献主要来自声频 支格波，声子作为导热载体。格波在晶体中传播时遇到的散射看作是声子同晶 体中质点的碰撞，把理想晶体中热阻归为声子同声子的碰撞。类似于理想气体 导热。
(3)平均自由程影响因素：质点间作用力、晶体缺陷、温度、声子振动频率
6பைடு நூலகம்
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
(1)热射线:高温时，固体材料中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态会 改变 ，会辐射出频率较高的电磁波谱。较强热效应的是波长在0.4-40um间可 见光与近红外光区域。 (2)光子导热：光子热传导在光频范围内，其传播过程与光在介质中传播现象 类似。把它们的导热过程看作是光子在介质中传播导热过程。
气体导热——分子间直接碰撞（气体分子杂乱地自由运动）。 固体材料导热——晶格振动(格波)以及电子和空穴运动实现。 金属导热——自由电子间碰撞； 无机非金属材料——晶格振动（格波）， 低温声子导热，高温时 光子导热；绝缘材料声子导热
热传导过程就是材料内部的能量传输过程。在固体中能量的 载体有：自由电子、声子（点振波）、光子（电磁辐射）
第1章材料的热学性能
第一节晶格振动 第二节材料的热容 第三节材料的热膨胀 第四节材料的热传导
1
第四节 材料的热传导
一、固体材料热传导的宏观规律（热传导的基本概念和定律）
1.热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷 端，这个现象称为热传导。（由于材料相邻部分间的温差而发生的能量迁移） 2.傅里叶定律：（只适用于稳定传热的条件）
范围，Al2O3和MgO是293～2073K，BeO是1273～2073K。
13
玻璃体材料：导热率随温度的升高而缓慢增大。高于773
K , 由于辐射传热的效应使导热率有较快的上升，
经验方程式： 式中： c,d 为常数
粘土质耐火砖以及保温砖：其导热率随温度升高线 性增大。一般的方程式是：
是0℃时材料的导热率 , b是与材料性质有关的常数.
不透明材料吸收系数大，高温光子传导也不明显；
无机材料由于光子散射， lr小，在1500℃以上光子传导才明显（高温 下陶瓷呈半透明亮红色）
8
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
介质中辐射传热过程定性解释： 任何温度下的物体既能辐射出一定频率的射线，同样 也能吸收类似的射线。在热稳定状态下，介质中任一 体积单元平均辐射的能量与平均吸收的能量相同，以 保持各点温度不随时间改变。当相邻体积单元间存在 温度梯度时，温度高的体积单元辐射出的能量多，吸 收的能量少；温度低的体积单元能量变化情况正好相 反，吸收能量多于辐射的。因此，能量便从高温处向 低温处转移。
3.热导率（ k又称导热系数）：在单位温度梯度下，单位时间内通过单位截 面积的热量。标志材料热传导能力的物理量。 4.热阻率 （1/k） ：表征着材料对热传导阻隔能力。 5.热扩散率:在不稳定热传导过程中表示温度随时间的变化率。相同条件下， 值越大，材料的各处温差越小。
2
思考：不同材料热导率有很大差异？
5．陶瓷的热导率
6.气孔的影响
12
四、实际材料的热导率
1、无机材料的热导率
晶体材料：通常低温时有较高热导率的材料，随着温度升高， 热导率降低。而低热导率的材料正相反。前者如Al2O3, BeO和 MgO等。
式中：T—热力学温度（K）；A—常数， 例如： =16.2， =18.8， =55.4。上式适用的温度
9
三、影响热导率的因素
1.热导率与电导率的关系
魏德曼-弗兰兹定律
2.温度的影响
10
三、影响热导率的因素
3.显微结构的影响（自学，下节课提问）
(1)结晶构造的影响 (2)各向异性晶体的热导率 (3)多晶体与单晶体热导率 (4)非晶体的热导率
11
三、影响热导率的因素
4.化学组成的影响
(1)合金组成对热导率的影响 (2)晶体组成对热导率的影响
↓ →
7
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
(3)光子平均自由程影响因素(kr描述介质中这种辐射能的传递能力，取决于 光子的平均自由程lr)
与介质透明度有关：
透明材料lr较大
不完全透明材料lr较小
完全不透明材料lr=0
与材料的吸收和散射系数有机高分子材料
声子热传导机制；通常用于绝热材料。 在低温区，随着温度升高，热导率增大；
温度升至玻璃化温度时，热导率出现极 大值；温度高于玻璃化温度后，由于分 子排列变得越来越疏松，热导率也越来 越小。对于晶态高聚物熔化时，热导率 下降更快。
15
16
4
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 1.电子导热
理想气体热导率表达式为 金属自由电子气模型：认为金属中的价电子组成自由电子气体，它是理想 气体，电子之间无相互作用，各自独立地在离子的平均势场中运动
5
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 2. 声子导热
3
二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism）
(1)声子:晶格振动的能量是量子化的。声频支格波看成是一种弹性波，类似于 在固体中传播的声波，因此就把声频波的量子称为声子。具有的能量为hv 。
声频支格波—弹性波—声波—声子
(2)声子导热：温度不高时，光频支格波能量很小，导热的贡献主要来自声频 支格波，声子作为导热载体。格波在晶体中传播时遇到的散射看作是声子同晶 体中质点的碰撞，把理想晶体中热阻归为声子同声子的碰撞。类似于理想气体 导热。
(3)平均自由程影响因素：质点间作用力、晶体缺陷、温度、声子振动频率
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
(1)热射线:高温时，固体材料中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态会 改变 ，会辐射出频率较高的电磁波谱。较强热效应的是波长在0.4-40um间可 见光与近红外光区域。 (2)光子导热：光子热传导在光频范围内，其传播过程与光在介质中传播现象 类似。把它们的导热过程看作是光子在介质中传播导热过程。
气体导热——分子间直接碰撞（气体分子杂乱地自由运动）。 固体材料导热——晶格振动(格波)以及电子和空穴运动实现。 金属导热——自由电子间碰撞； 无机非金属材料——晶格振动（格波）， 低温声子导热，高温时 光子导热；绝缘材料声子导热
热传导过程就是材料内部的能量传输过程。在固体中能量的 载体有：自由电子、声子（点振波）、光子（电磁辐射）
第1章材料的热学性能
第一节晶格振动 第二节材料的热容 第三节材料的热膨胀 第四节材料的热传导
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第四节 材料的热传导
一、固体材料热传导的宏观规律（热传导的基本概念和定律）
1.热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷 端，这个现象称为热传导。（由于材料相邻部分间的温差而发生的能量迁移） 2.傅里叶定律：（只适用于稳定传热的条件）
范围，Al2O3和MgO是293～2073K，BeO是1273～2073K。
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玻璃体材料：导热率随温度的升高而缓慢增大。高于773
K , 由于辐射传热的效应使导热率有较快的上升，
经验方程式： 式中： c,d 为常数
粘土质耐火砖以及保温砖：其导热率随温度升高线 性增大。一般的方程式是：
是0℃时材料的导热率 , b是与材料性质有关的常数.
不透明材料吸收系数大，高温光子传导也不明显；
无机材料由于光子散射， lr小，在1500℃以上光子传导才明显（高温 下陶瓷呈半透明亮红色）
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
介质中辐射传热过程定性解释： 任何温度下的物体既能辐射出一定频率的射线，同样 也能吸收类似的射线。在热稳定状态下，介质中任一 体积单元平均辐射的能量与平均吸收的能量相同，以 保持各点温度不随时间改变。当相邻体积单元间存在 温度梯度时，温度高的体积单元辐射出的能量多，吸 收的能量少；温度低的体积单元能量变化情况正好相 反，吸收能量多于辐射的。因此，能量便从高温处向 低温处转移。
3.热导率（ k又称导热系数）：在单位温度梯度下，单位时间内通过单位截 面积的热量。标志材料热传导能力的物理量。 4.热阻率 （1/k） ：表征着材料对热传导阻隔能力。 5.热扩散率:在不稳定热传导过程中表示温度随时间的变化率。相同条件下， 值越大，材料的各处温差越小。
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思考：不同材料热导率有很大差异？
5．陶瓷的热导率
6.气孔的影响
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四、实际材料的热导率
1、无机材料的热导率
晶体材料：通常低温时有较高热导率的材料，随着温度升高， 热导率降低。而低热导率的材料正相反。前者如Al2O3, BeO和 MgO等。
式中：T—热力学温度（K）；A—常数， 例如： =16.2， =18.8， =55.4。上式适用的温度
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三、影响热导率的因素
1.热导率与电导率的关系
魏德曼-弗兰兹定律
2.温度的影响
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三、影响热导率的因素
3.显微结构的影响（自学，下节课提问）
(1)结晶构造的影响 (2)各向异性晶体的热导率 (3)多晶体与单晶体热导率 (4)非晶体的热导率
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三、影响热导率的因素
4.化学组成的影响
(1)合金组成对热导率的影响 (2)晶体组成对热导率的影响
↓ →
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 3. 光子导热
(3)光子平均自由程影响因素(kr描述介质中这种辐射能的传递能力，取决于 光子的平均自由程lr)
与介质透明度有关：
透明材料lr较大
不完全透明材料lr较小
完全不透明材料lr=0
与材料的吸收和散射系数有机高分子材料
声子热传导机制；通常用于绝热材料。 在低温区，随着温度升高，热导率增大；
温度升至玻璃化温度时，热导率出现极 大值；温度高于玻璃化温度后，由于分 子排列变得越来越疏松，热导率也越来 越小。对于晶态高聚物熔化时，热导率 下降更快。
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 1.电子导热
理想气体热导率表达式为 金属自由电子气模型：认为金属中的价电子组成自由电子气体，它是理想 气体，电子之间无相互作用，各自独立地在离子的平均势场中运动
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二、固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism） 2. 声子导热