传热学 知识点 概念 总结

一、参考书目:

传热学A 《传热学》杨世铭、陶文铨，高等教育出版社，2006年

二、基本要求

1. 掌握热量传递的三种方式(导热、对流和辐射)的基本概念和基本定律；

2. 能够对常见的导热、对流、辐射换热及传热过程进行定量的计算，并了解其物理机理和特点，进行定性分析；

3. 对典型的传热现象能进行分析，建立合适的数学模型并求解；

4. 能够用差分法建立导热问题的数值离散方程，并了解其计算机求解过程。

三、主要知识点

第一章绪论：热量传递的三种基本方式；导热、对流和热辐射的基本概念和初步计算公式；热阻；传热过程和传热系数。

第二章导热基本定律和稳态导热：温度场、温度梯度；傅里叶定律和导热系数；导热微分方程、初始条件与边界条件；单层及多层

平壁的导热；单层及多层圆筒壁的导热；通过肋端绝热的等截面直肋的导热；肋效率；一维变截面导热；有内热源的一维稳态导热。

第三章非稳态导热：非稳态导热的基本概念；集总参数法；描述非稳态导热问题的数学模型（方程和定解条件）；

第四章导热问题的数值解法：导热问题数值解法的基本思想；用差分法建立稳态导热问题的数值离散方程。

第五章对流换热：对流换热的主要影响因素和基本分类、牛顿冷却公式和对流换热系数的主要影响因素；速度边界层和热边界层的概念；横掠平板层流换热边界层的微分方程组；横掠平板层流换热边界层积分方程组；动量传递和热量传递比拟的概念；相似的概念及相似准则；管槽内强制对流换热特征及用实验关联式计算；绕流单管、管束对流换热特征及用实验关联式计算；大空间自然对流换热特征及对流换热特征及用实验关联式计算。

第六章凝结与沸腾换热：凝结与沸腾换热的基本概念；珠状凝结与膜状凝结特点；膜状凝结换热计算；影响膜状凝结的因素；大容器饱和沸腾曲线；影响沸腾换热的因素。

第七章热辐射基本定律及物体的辐射特性：热辐射的基本概念；黑体、白体、透明体；辐射力与光谱辐射力；定向辐射强度；黑体辐射基本定律：普朗克定律，维恩定律，斯忒藩-玻尔兹曼定律，

兰贝特定律；实际固体和液体的辐射特性、黑度；灰体、基尔霍夫定律。

第八章辐射换热的计算：角系数的概念、性质、计算；两固体表面组成的封闭系统的辐射换热计算；表面热阻；空间热阻；多表面系统辐射换热的网络法计算；辐射换热的强化与削弱、遮热板；辐射换热系数和复合换热表面传热系数；气体辐射特点。

第九章传热过程分析与换热器计算：传热过程及传热系数的计算；临界绝热直径；换热器型式及对数平均温差；用平均温差法进行换热器的热计算；换热器效能ε的概念和定义；强化传热。

传热学主要知识点

1.热量传递的三种基本方式。

热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。2．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 在引力场下单纯的导热一般只发生在密实的固体中。3.对流（热对流）(Convection)的概念。

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。

4对流换热的特点。

当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，它与单纯的对流不同，具有如下特点：

a 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程

b 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差

c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层 5.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义。

6. 热辐射的特点。

a 任何物体，只要温度高于0 K ，就会不停地向周围空间发出热辐射；

b 可以在真空中传播；

c 伴随能量形式的转变；

d 具有强烈的方向性；

e 辐射能与温度和波长均有关；

f 发射辐射取决于温度的4次方。 7.导热系数, 表面传热系数和传热系数之间的区别。导热系数：表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。

表面传热系数：当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。影响h 因素：流速、流体物性、壁面形状[]W )(∞-=t t hA Φw []

2m W )( f w t t h A

Φq -==

大小等传热系数：是表征传热过程强烈程度的标尺，不是物性参数，与过程有关。

第一章导热理论基础

1傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的意义。

傅立叶定律（导热基本定律）：垂直导过等温面的热流密度，正比于该处的温度梯度，方向与温度梯度相反。(1)空隙中充有空气,空气导热系数小,因此保温性好;

(2)空隙太大,会形成自然对流换热,辐射的影响也会增强,因此并非空隙越大越好。

(3)由于水分的渗入，替代了相当一部分空气，而且更主要的是水分将从高温区向低温区迁移而传递热量。因此，湿材料的导热系数比干材料和水都要大。所以，建筑物的围护结构，特别是冷、热设备的保温层，都应采取防潮措施。.导热微分方程式的理论基础。

傅里叶定律+ 热力学第一定律热扩散率的概念。

热扩散率（用a表示）反映了导热过程中材料的导热能力与沿途物质储热能力之间的关系值大，即λ值大或ρc值小，说明物体的某一部分一旦获得热量，该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，物体内各部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，物体内部各处的温度差别越小。热扩散率反应导热过程动态特性，是研究不稳态导热的重要物理量。完整数学描述：导热微分方程+ 单值性条件导热微分方程式描写物

体的温度随时间和空间变化的关系；它没有涉及具体、特定的导热过程。是通用表达式。对特定的导热过程，需要补充单值性条件，才能得到特定问题的唯一解。单值性条件包括四项：几何条件、物理条件、时间条件（初始条件）、边界条件。边界条件。

边界条件说明导热体边界上过程进行的特点

反映过程与周围环境相互作用的条件（１）第一类边界条件：已知任一瞬间导热体边界上温度值；（2）第二类边界条件：已知物体边界上热流密度的分布及变化规律，第二类边界条件相当于已知任何时刻物体边界面法向的温度梯度值；（3）第三类边界条件：当物体壁面与流体相接触进行对流换热时，已知任一时刻边界面周围流体的温度和表面传热系数。

第二章 稳态导热1.由第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热量关系式，分析为了增加传热量，可以采取哪些措施?

第三类边界条件下通过平壁的一维稳态导热量关系式：

为了增加传热量，可以采取哪些措施?

（1）增加温差（t f1 - t f2），但受工艺条件限制（2）减小热阻：

a) 金属壁一般很薄(d 很小)、热导率很大，故导热热阻一般可忽略 b) 增大h 1、h 2，但提高h 1、h 2并非任意的

c) 增大换热面积 A 也能增加传热量

[]

W 11212

1A h A A h t t Φf f ++-=λδ