传热学精讲 目录及符号表
传热学第五版课件完整版_图文
接触热阻的影响因素： 粗糙度
挤压压力 硬度匹配情形 空隙中介质的性质
减小接触热阻的措施： 表面尽量平整 增加挤压压力
两表面一软一硬 涂导热姆
第七节 二维稳态导热
应用领域：房间墙角，地下埋管，矩形保温层，短肋片
二维稳态导热微分方程： 二维稳态导热问题的研究手段：
解析法 数值法 形状因子法
第i层与第i+1层之间接触面的温度：
二、第三类边界条件
常物性时导热微分方程组如下：
根据第一类边界条件时的结果: （此时壁温tw1和tw2为未知） 与以上两个边界条件共三式变形后 相加,可消去tw1和tw2，得：
单层平壁的热流密度：
多层平壁的热流密度：
第二节 通过复合平壁的导热
应用领域：空心砖，空斗墙
并解出其通解为 ：
代入边界条件求出c1和c2，并代入通解，得出特解 ：
等截面直肋的温度分布：
肋端过余温度：
肋片散热量：
当考虑肋端散热时，计算肋片散热量时可采用假想肋高 代替实际肋高 l
一维温度场假定的检验 ：
请同学们思考一个问题:
肋高越大，肋的散热面积越大，因而采用 增加肋高的方法可以增加肋的散热量。这 种方法在实际换热器设计中是否可行？若 可行，是否会有某些局限性？
一、等截面直肋的导热
一维简化的假设条件： 肋片的高度l远大于肋片的厚度δ， 因而厚度方向温差很小，
负内热源的处理方法—— 将y方向的对流散热量 等效转化为负内热源
断面周长： 断面面积：
进行负内热源处理后等截面直肋导热微分方程组如下：
（假定肋端绝热）
定义 ：
令
—— 过余温度
：
使导热微分方程齐次化 ：
传热学第3章
u
温度尚未变化，仍为t0，x也称为 穿透深度。
tw
（2）当 x2/16a 时，深度x
处的温度保持不变，时间
称为深度x 处的惰性时间。
t0
1 2 3
x1 x2 x3 x
根据傅里叶定律，半无限大物体内任意一点在 时刻的热流 密度为
qx x ttw π at0exp 4 x a 2
控制方程 初始条件
方程式改写为：
d
hVAcd
第三章 非稳态导热
25
d hAd Vc
积分
0dhVAc0d
ln hA
tt ehVAc
0
Vc
0 t0t
其中的指数： hAhV A2 cV AV2c
过余温度比
h(V A) a
(V
A)2
BviFov
B v i h ( V A ) F v o ( V a A ) 2
Fo越大，热扰动就能越深入地传播到物体内 部，因而，物体各点地温度就越接近周围介 质的温度。
无量纲 时间
第三章 非稳态导热
32
5 集总参数法的应用条件 采用此判据时，物体中各点过余温度的差别小于5%
h(VA)
Biv 0.1M
是与物体几何形状
有关的无量纲常数
对厚为2δ的
无限大平板
对半径为R的 无限长圆柱
上式说明，当Fo 0.2，进入正规状况阶段后，所有各点的冷却率都相
同，且不随时间而变化，其大小取决于物体的物性、几何形状与尺寸及 表面传热系数。
4. 毕渥数
本章以第三类边界条件为重点。
(1) 问题的分析
如图所示，存在两个换热环节：
tf
h
a 流体与物体表面的对流换热环节
工程热力学和传热学中各符号的意义和概念(可编辑修改word版)
a：a 为导温系数（是一个物性参数），也称热扩散系数，说明物体被加热或冷却时其各部分温度趋于一致的能力。
a 大的物体被加热时，各处温度能较快地趋于一致。
C M,p：定值比热容，单原子气体C M,p=20.9k J/(kmo l̇̇.K)。
双原子气体C M,p=29.3k J/(kmo l̇̇.K) 。
三原子气体C M,p=37.7k J/(kmo l̇̇.K) 。
C p：当气体承受的压力保持不变时定义定压比热C p。
比热比k=C p/C v。
C s：辐射系数，表示辐射换热中热传递的效率。
它和参与辐射物体的性质、物体之间的距离、相对位置、物体的形状等因素有关，其单位为W/m2·K4。
C v：温度改变1k 时热量的该变量叫比热，它一般与过程有关，当气体提及保持不变时，定义定容比热C v。
E k:宏观动能。
E p：重力势能。
e：总能。
Eλ：单色调辐射力，在λ 到λ＋dλ 的波长范围内，物体辐射力为dE，dE 除以该波长间隔dλ 所得的商H:mkg 工质的焓，单位为kJ。
焓是尺度量，比焓是强度量。
h:比焓，把工质的比热力学能u、比流动功pv 之和称为比焓。
单位质量气体中内能和压力对外做功p/ρ 两者之和，h=e+p/ρ。
仅是温度的函数。
k：传热系数，单位W/(m2·K)。
它表示冷热介质为1K 时，每平方米传热面积在1S 内所传递的热量。
越大代表传热热越强烈，即传热速率大。
M：气体摩尔质量。
Kg/kmol。
P b:大气压力。
P g:表压力。
P v:绝对压力。
Q：热量。
Q A/Q-物体的吸收率，用A 表示。
Q R/Q-物体的反射率，用R 表示。
Q D/Q-物体的穿透率，用D 表示。
因此A+R+D=1。
如果A=1，那么R=0，D=0。
这说明所有落在物体上的辐射能全部被该物体吸收，这一类物体叫做“绝对黑体” 或“黑体”。
如果R=1，该物体称为“绝对白体”或“白体”。
Q c：对流换热热流量。
Q r：辐射换热热流量。
(完整PPT)传热学
温度对导热系数的影响因材料而异，一般情况下，随着温度的升高 ，导热系数会增加。
压力
对于某些材料，如气体，压力的变化会对导热系数产生显著影响。
稳态与非稳态导热过程
稳态导热
物体内部各点温度不随时间变化而变化的导热过程。在稳态导热过程中，热流 密度和温度分布保持恒定。
非稳态导热
物体内部各点温度随时间变化而变化的导热过程。在非稳态导热过程中，热流 密度和温度分布会发生变化，通常需要考虑时间因素对导热过程的影响。
辐射换热计算方法
辐射换热量计算
通过斯蒂芬-玻尔兹曼定律计算两 个物体之间的辐射换热量，需要 考虑物体的发射率、温度以及物 体间的角系数等因素。
角系数计算
角系数表示一个表面对另一个表 面辐射能量的相对大小，可以通 过几何方法或数值方法计算得到 。
辐射换热网络模型
对于多个物体之间的复杂辐射换 热问题，可以建立辐射换热网络 模型，通过求解线性方程组得到 各个物体之间的辐射换热量。
06 传热学实验技术 与设备
实验测量技术与方法
温度测量
使用热电偶、热电阻等 温度传感器，配合数据 采集系统，实现温度的
精确测量。
热量测量
采用量热计、热流计等 设备，测量传热过程中
的热量变化。
热阻测量
通过测量传热设备两侧 温差和传热量，计算得
到热阻。
热流密度测量
利用热流计等设备，测 量单位面积上的热量传
(完整PPT)传热学
contents
目录
• 传热学基本概念与原理 • 导热现象与规律 • 对流换热原理及应用 • 辐射换热基础与特性 • 传热过程数值计算方法 • 传热学实验技术与设备 • 传热学在工程领域应用案例
01 传热学基本概念 与原理
传热学第七版知识点总结
传热学第七版知识点总结●绪论●热传递的基本方式●导热（热传导）●产生条件●有温差●有接触●导热量计算式●重要的物理量Rt—热阻●热对流●牛顿冷却公式●h—表面传热系数●Rh—既1➗h—单位表面积上的对流传热热阻●热辐射●斯蒂芬—玻尔茨曼定律●黑体辐射力Eb●斯蒂芬—玻尔茨曼常量（5678）●实际物体表面发射率（黑度）●传热过程●k为传热系数p5●第一章：导热理论基础●基本概念●温度场●t=f（x，y，z，t）●稳态导热与非稳态导热●等温面与等温线（类比等高线）●温度梯度●方向为法线●gradt●指向温度增加的方向●热流（密度）矢量●直角坐标系●圆柱坐标系●圆球坐标系●傅里叶定律●适用条件：各向同性物体●公式见p12●热导率●注意多孔材料的导温系数●导热微分方程式●微元体的热平衡●热扩散率●方程简化问题p19●有无穷多个解●导热过程的单值性条件●几何条件●物理条件●导热过程的热物性参数●时间条件●也叫初始条件●边界条件●第一类边界条件●已知温度分布●第二类边界条件●已知热分布●第三类边界条件●已知tf和h●第二章：稳态导热●通过平壁的导热●第一类边界条件●温度只沿厚度发生变化，H和W远大于壁厚●第三类边界条件●已知tf1和2，h1和2●通过复合平壁的导热●具有内热源的平壁导热●通过圆筒壁的导热●公式见p37●掌握计算公式及传热过程●掌握临界热绝缘直径dc●通过肋壁的导热●直肋●牛顿冷却公式●环肋●肋片效率●通过接触面的导热●了解接触热阻Rc●二维稳态导热●了解简化计算方法●形状因子S●第三章：非稳态导热●非稳态导热过程的类型和特点●了解过程●了解变化阶段●无限大平壁的瞬态导热●加热或冷却过程的分析解法●表达式及物理意义●傅立叶数Fo●毕渥准则Bi●集总参数法●应用条件●见课本p69●物理意义●见课本p70●半无限大物体的瞬态导热●其他形状物体的瞬态导热●周期性非稳态导热●第四章：导热数值解法基础●建立离散方程的方法●有限差分法●一阶截差公式p91●控制容积法●根据傅立叶定律表示导热量●稳态导热的数值计算●节点方程的建立●热平衡法●勿忽略边界节点●非稳态导热的数值计算●显式差分●勿忽略稳定性要求●隐式差分●第五章：对流传热分析●对流传热概述●流动的起因和状态●起因●自然对流●受迫对流●流速快强度大h高●状态●层流●紊流●采用较多●流体的热物理性质●热物性●比热容●热导率●液体大于气体●密度●黏度●大了不利于对流传热●液体●温度越高黏度越低●气体●温度越高黏度越大●定性温度●流体温度●主流温度●管道进出口平均温度●容积平均温度●壁表面温度●流体温度与壁面温度的算数平均值●流体的相变●相变传热●传热表面几何因素●壁面形状●长度●定型长度l●粗糙度●流体的相对位置●外部流动●外掠平板●外掠圆管及管束●内部流动●管内流动●槽内流动●对流传热微分方程组●对流传热过程微分方程式●见课本p116公式5-2●第一类边界条件●已知壁温●第二类边界条件●已知热流密度q●连续性方程●质量流量M的概念●p117公式5-3●二维常物性不可压缩流体稳态流动连续性方程●动量守恒微分方程式●动量守恒方程式●p118公式5-4●N- S方程●注意各项的含义●能量守恒微分方程式●四种热量●导热量●热对流传递的能量●表面切向应力对微元体做功的热（耗散热）●内热源产生的热●方程式p119公式5-5●边界层对流传热微分方程组●流动边界层●层流边界层●紊流边界层●层流底层（黏性底层）●会画分布规律●热边界层●也称温度边界层●会画分布规律●数量级分析与边界层微分方程●普朗特数Pr的概念●外掠平板层流传热边界层微分方程式分析解简述●熟记雷诺准则●努谢尔特数Nu含义●动量传递和热量传递的类比●两传类比见p132内容较多●动量传递●掌握雷诺类比率●热量传递●掌握柯尔朋类比率●相似理论基础●三个相似原理●同类物理现象●同名的已定特征数相等●单值性条件相似●初始条件●边界条件●几何条件●物理条件●对流传热过程的数值求解方法简介p145●第六章：单相流体对流传热●会用准则关联式计算h●p162例题●确定定性温度，定型尺寸●查物性参数计算Re●附录2●选择准则关联式●p160公式6-4●第七章：凝结与沸腾传热●凝结传热●形成和传热模式的不同●珠状凝结●膜状凝结●了解影响因素●了解关联式的应用●沸腾传热●了解换热机理●掌握大空间沸腾曲线●影响因素●计算方法●热管●了解工作原理●第八章：热辐射的基本定律●基本概念●理解●热辐射的本质●热辐射的特点●掌握概念●黑体●灰体●漫射体●发射率●吸收率●热辐射的基本定律●重点掌握●维恩位移定律●斯蒂芬-玻尔兹曼定律●基尔霍夫定律●漫灰表面发射率等于吸收率●第九章：辐射传热计算●任意两黑表面之间的辐射换热量●角系数●用代数法进行计算●空间热阻●封闭空腔法●三个黑表面之间的辐射换热●掌握热阻网格图●灰表面间●辐射换热●基尔霍夫定律计算●掌握三个灰表面●有效辐射●掌握概念●表面热阻●绝热面重辐射面●遮热板工作原理及应用●气体辐射特点●第十章：传热和换热器●通过肋壁的传热●了解计算方法●复合传热时的传热计算●传热的强化和削弱●了解措施●换热器的形式和基本构造●了解分类●平均温度差●掌握LMTD方法●换热器计算●对数平均温差法●掌握传热单元数法p305●换热器性能评价简述。
(完整)《传热学》
传热学复习指南目录：一、 导热问题 二、 对流问题 三、 辐射问题 四、 传热过程与换热器 五、 需要理解、掌握的公式一、导热问题A ）基本知识点● 等温线、等温面、热流线的定义和特点 ● 导热系数● 导热基本定律（傅立叶定律）-—公式、符号、意义 ● 三类边界条件的含义、表达式●直角坐标下导热微分方程表示式：pT T T T c t x x y y z z ρλλλ⎛⎫∂∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫=+++Φ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ➢ 各项的物理意义是什么？➢ 如何进行简化？如：一维、稳态、常物性、无内热源的导热 ● 肋片（翅片）的导热的特点、肋效率的定义 ● 热阻的概念与应用● 导温系数（热扩散率）的定义式及物理含义 ● 集中参数法原理、判断准则● Bi 、F o 准则数定义式和含义（Bi 与Nu 准则数的区别） ● Bi →∞或者Bi →0各代表什么？它们对导热的影响. ● 节点方程的建立(内部节点、边界节点） ●中心、向前、向后差分格式B ） 计算问题1) 单层或多层平板的导热计算问题. 2) 圆柱体稳态导热问题3) 非稳态导热集中参数问题计算4)根据能量平衡建立节点的离散方程C) 深入问题● 一维、二维非稳态问题建模(方程+定解条件） ● 显式格式的稳定性问题● 数值解稳定性、收敛性、精确性的含义● 肋片计算：22()chP t t d t dx A λ∞-= -—二阶线性齐次常微分方程，m =P ——参与换热的截面积；Ac ——肋片横截面面积。
温度与肋根热流量为：000[()]()()x ch m x H ch mH hPth mH mθθφθ=-== 肋效率： ()f th mH mH η=D ） 典型例题与习题（1）典型例题与习题例题2—2 、例题2-5、例题2—12、例题3—1、例题3-2、例题2—5 习题2-4、10、17、18、34、71、习题3-9、10 （2）集中参数法计算前提条件：Bi →0；方程如何建立需要掌握!！公式:0exp()hA cVθτθρ=-,时间常数的概念及其在热电偶测温中的应用:exp(-1)=36.8％。
第章传热学基本知识PPT资料
教学目的：
➢理解稳定传热的根本概念； ➢理解稳定导热、对流换热和辐射换热的根
本概念； ➢理解稳定传热的过程及传热的加强与削弱。
▪ 传热学是研究热量传送过程规律的一门学 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。
§2－1 稳定传热的根本概念
一、温度与热量 1、温度 定义：用来表示物体冷热水平的物理量。 丈量温度的仪表：温度计，玻璃管温度
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，热能从温度较高的部分传给温度较低部
d －墙壁的厚度。 分的传热现象。
〔4〕换热外表的几何尺寸、形状与大小 热量是一个过程量，只要在物体通过热传送交换热能才谈得上热量。
t －墙壁内外表的温度。 工程单位制中：cal，kcal
4、影响对流换热的因素 〔1〕流动的起因 自然对流 受迫对流 〔2〕流体的流动状态 层流 紊流 〔3〕流体的物理性质 导热系数、热容、密度、动力粘度等。
二、对流换热计算
Q(tbt1)F
q(tb t1)
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，
透明体：能透过全部热射线的物体，1 即 。
t 2 －墙壁外外表的温度。 －墙体资料的导热系数。
➢ 热流强度：单位时间内通过单位面积的热量。
q
d
(t 1t2 )
q
t1 t2 d
t1 t2 R
▪ 墙体资料的导热系数λ ，是资料导热性能的一个指标，由 资料自身决定。
▪ 资料导热系数大，导热性能好；反之，导热性能差 。 ▪ Rλ称为热阻，是热流通过墙壁时遇到的阻力，或者说墙
工程热力学与传热学符号说明
主要符号表英文字母A 吸收率p t 柴油机平均压力，Pac 质量比热，J/(kg.℃)或J/(kg.K) Q 热量；辐射能，J；热流量，Wc´容积比热，J/(m3.℃)或J/( m3.K) c p定压比热，J/(kg.℃)或J/(kg.K) q 单位质量热量，J/kg；热流密度，W/m2 q l单位长度圆管壁的热流量，W/mc v定容比热，J/(kg.℃)或J/(kg.K) R M 通用气体常数，J/(kmol.K)c M千摩尔比热，J/(kmol.℃)或J/(kmol.K) Rλ导热热阻，℃/WD 穿透率Rα导热热阻，℃/Wd 直径，m；含湿量，g/kg(干空气) S 熵，J/Kd cr临界热绝缘直径，m s 比熵，J/kg.KE 总能量，J；辐射力W/m2T 热力学温度，KE0黑体辐射力W/m2t 摄氏温度，℃；华氏温度，o F F 表面积，m2t d露点温度，℃f横截面积，m2t f流体温度，℃g 重力加速度，m/s2t w湿球温度，℃；壁面温度H 焓，J t s饱和温度h 比焓，J/kg U 内能，JK 传热系数，W/(m2.℃)或W/(m2.K) u 比内能，J/kgk 绝热指数V 容积，m3L长度，m V M千摩尔容积，m3/kmolM 千摩尔质量，kg/kmol；马赫数V s气缸工作容积，m3m 质量，kg；质量流量，kJ/kg v 比容，m3/kgn 多变指数；法线方向W 膨胀功，JP 力，N W s轴功，Jp 压力，Pa W t技术功，Jp b大气压力，Pa w 比膨胀功，J/kgP g表压力，Pa w s比轴功，J/kgp v真空度，Pa；湿空气中水蒸气分压力，Pa w t比技术功，J/kg x 湿蒸汽干度；p s饱和压力，Pa希腊字母β增压比ωg气体流速，m/sβc临界压力比μ动力粘度，Pa.sδ厚度，m ρ密度，kg/m3；预胀比ε压缩比；制冷系数；热湿比；黑度τ时间，sε´供热系数φ相对湿度ηt循环热效率α对流换热系数，W/(m2.℃)或W/(m2.K)ηc卡诺循环热效率ην容积效率λ定容升压比；导热系数，W/(m.℃)或W/(m.K)角标符号a空气的c临界的c r临界的f流动的；流体的g 气体的；产生的i序号m 平均的n 多变过程的p 定压过程的s 定熵过程的；饱和状态的T 定温过程的v定容过程的；蒸气的。
传热学基础知识课件
光大环保能源有限公司
主要内容
第一章 热力参数 1.1概述 1.2热力参数名称、计算单位和符号 1.3热力学第一定律和第二定律 第二章 热力循环方式 2.1朗肯循环 2.2回热循环 第三章 传热知识简介 3.1热交换基本方式 3.2传热过程
第一章 热力参数
但经济分析表明其有利方面大与其不利方面。
第三章 传热知识简介
§3.1 热交换基本方式
（1） 热传导：指直接接触到物质各部分分子间进行热量传递的 过程。热传导是固体中热量传递的主要方式，单纯的热传导只能 在密实的固体中进行，在气体或液体中，热传导过程往往和对流 同时发生。
（2） 热对流：指流体各部分发生相对位移而引起的热量交换。 这种传热方式只能在液体和气体中进行。
主要参数：温度、压力、比体积、能、功、焓、熵等。 一、温度： 1.摄氏温标（t，℃） 2.热力学温标（T，K） T=273+t 绝对零度：T=0 K，t=-273℃
第一章 热力参数
§1.2 热力参数名称、计量单位和符号
二、压力：
物体单位面积上受到的垂直作用力称为压力(压强)，用符号p表 示：
和。 八、熵： 定义：ds=δq/T，加给工质微小的热量与加热时的温度T之比。 作用：（1）判断工质与外界热交换的方向性 （2）熵与热力学温度T可组成平面直角坐标图 （3）利用熵增原理，可以判定自发的、不可逆过程所进行 的方向和深度，并可利用熵增大小分析工质做功能力的损失。
第一章 热力参数
§1.3 热力学第一定律和第二定律
§2.1 朗肯循环
§2.1 朗肯循环热经济性 （1） 热效率 （2） 汽耗率 （3） 热耗率
第二章 热力循环方式
传热学精讲 目录及符号表
电子版说明：本电子版由传热学第5版电子版缩编而成。
主要目的是为解决教师编写PPT 讲稿时引用书中的公式和插图时的麻烦。
它对学生可能是毫无用处。
目录基本符号表绪论小结复习题第一章导热理论基础第一节基本概念及傅立叶定律第二节导热系数第三节导热微分方程式第四节导热过程的单值性条件小结复习题参考文献第二章稳态导热第一节通过平壁的导热第二节通过复合平壁的导热第三节通过圆筒壁的导热第四节具有内热源的平壁导热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问题小结复习题参考文献第三章非稳态导热问题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物体的瞬态导热第四节其他形状物体的瞬态导热第五节周期性非稳态导热小结复习题参考文献第四章导热问题数值解法基础第一节建立离散方程的方法第二节稳态导热问题的数值计算第三节非稳态导热问题的数值计算小结复习题参考文献第五章对流换热分析第一节对流换热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小结复习题参考文献第六章单相流体对流换热第一节管内受迫流动换热第二节外掠圆管流动换热第三节自然对流换热小结复习题参考文献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三节热管小结复习题参考文献第八章热辐射的基本定律第一节基本概念第二节热辐射的基本定律小结复习题参考文献第九章辐射换热计算第一节黑表面间的辐射换热第二节灰表面间的辐射换热第三节角系数的确定方法第四节气体辐射小结复习题参考文献第十章传热和换热器第一节通过肋壁的传热第二节复合换热的传热计算第三节传热的增强和削弱第四节换热器的型式和基本构造第五节平均温度差第六节换热器计算第七节换热器性能评价简述小结复习题参考文献第十一章质交换第一节质扩散及其基本定律第二节动量、热量、质量传递的类比第三节对流质交换的准则关联式第四节液体蒸发时的热质交换小结复习题参考文献附录基本符号表相似准则名称Bi =λhl---- 毕渥(Biot)准则（λ为固体的导热系数）Co =3/1223-⎥⎦⎤⎢⎣⎡μρλg h ----凝结(Condensation)准则 Fo =2l a τ ----傅里叶(Fourier)准则Ga =23νgl ----伽利略(Galileo)准则 Gr =23ναt gl ∆ ----格拉晓夫(Grashof)准则 Le =D a ----刘伊斯(Lewis)准则 Nu =λhl ---- 努谢尔特(Nusselt)准则（λ为流体的导热系数） Pr =a ν----普朗特(Prandtl)准则Pe = Re ·Pr =a ul----贝克利(Peclet)准则Ra = Gr ·Pr ----瑞利(Rayleigh)准则Re =νul ----雷诺(Reynolds)准则 Sc =D ν ----施米特(Schmidt)准则 Sh =Dl h D ----宣乌特(Sherwood)准则 St = Pr Re ⋅Nu =ρp c u h ----斯坦登(Stanton)准则 c St = Sc Sh ⋅Re =u h D----质交换斯坦登准则主要注角符号f----流体(Fluid)w----壁面(Wall)c----临界(Critical)e----当量，等效(Equivalent)s----饱和(Saturation)m----平均(Mean)min----最小(Minimun)max----最大(Maximun)此外本书还使用基本符号作注角，如对流换热热阻R等。
传热学讲义—第二章
第二章 稳态导热本章重点：具备利用导热微分方程式建立不同边界条件下稳态导热问题的数学模型的能力第一节 通过平壁的导热1-1 第一类边界条件 研究的问题：（1）几何条件：设有一单层平壁，厚度为δ，其宽度、高度远大于其厚度（宽度、高度是厚度的10倍以上）。
这时可认为沿高度与宽度两个方向的温度变化率很小，温度只沿厚度方向发生变化。
（属一维导热问题）（2）物理条件：无内热源，材料的导热系数λ为常数。
（3） 边界条件：假设平壁两侧表面分别保持均匀稳定的温度1w t 和2w t ，21w w t t >。
（为第一类边界条件，同时说明过程是稳态的）求：平壁的温度分布及通过平壁的热流密度值。
方法1 导热微分方程：采用直角坐标系，这是一个常物性、无内热源、一维稳态导热问题（温度只在 x 方向变化）。
导热微分方程式为：022=dxtd （2-1）边界条件为：10w x t t == ， 2w x t t ==δ （2-2）对式（2-1）连续积分两次，得其通解： 21c x c t += （2-3）这里1c 、2c 为常数，由边界条件确定 ，解得：⎪⎩⎪⎨⎧=-=11221ww w t c t t c δ （2-4）最后得单层平壁内的温度分布为： x t t t t w w w δ211--= （2-5）由于δ 、1w t 、2w t 均为定值。
所以温度分布成线性关系，即温度分布曲线的斜率是常数（温度梯度），const t t dx dt w w =-=δ12 （2-6）热流密度为：)(21w w t t dx dt q -=-=δλλ2/m W （2-7） 若表面积为 A, 在此条件下 , 通过平壁的导热热流量则为 :t A qA ∆==Φδλ W （2-8）考虑导热系数随温度变化的情况：对于导热系数随温度线形变化，即)1(0bt +=λλ，此时导热微分方程为：0=⎪⎭⎫⎝⎛dx dt dx d λ 解这个方程，最后得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+)(211212121121122w w w w w w t t b x t t bt t bt t δ 或 x tt t t b b t b t w w w w w δ12211)(21122-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+说明：壁内温度不再是直线规律，而是按曲线变化。
传热目录第一章
目录第一章 (2)第二章 ..................................................................... 错误！未定义书签。
小论文题目........................................................... 错误！未定义书签。
第三章 ..................................................................... 错误！未定义书签。
习题....................................................................... 错误！未定义书签。
小论文题目........................................................... 错误！未定义书签。
第四章 ..................................................................... 错误！未定义书签。
综合分析与分析、论述题 .................................. 错误！未定义书签。
第五章 ..................................................................... 错误！未定义书签。
第六章 ..................................................................... 错误！未定义书签。
第七章 ..................................................................... 错误！未定义书签。
习题....................................................................... 错误！未定义书签。
第十一讲传热学,课件
(1)热势差与热阻 由公式
J Eb ( 1)q
1
改写为：
Eb J q 1
or
1 Eb J 称为表面热势差； 式中， 为表面辐射热阻。
Eb J 1 A
or
1 A
则被称
表面辐射热阻见图8-9所示，可见， 每一个表面都有一个表面辐射热 阻。 对于黑表面， ＝ 1 Rr ＝ 0 即，黑体的表面热阻等于零。
Eb
1 A
图8-9
J1
表面辐射热阻
又根据上节中的公式(d) 1, 2 A J1 X 1, 2 A2 J 2 X 2,1 1
以及角系数相对性？
A1 X 1,2 A2 X 2,1
1, 2
J1 J 2 A1 X 1, 2 ( J1 J 2 ) 1 A1 X 1, 2
于灰体系统多次吸收与反射对换热量影响的因子。
三种特殊情形
(1) 表面1为凸面或平面，此时，X1,2＝1，于是 1 1 s s A1 1 1 1 A1 1 1 X 1, 2 1 X 1, 2 1 1 A2 2 1 1 A2 2
3
角系数的计算方法
求解角系数的方法通常有直接积分法、代数分析法、几
何分析法以及Monte-Carlo法。
代数分析法是利用角系数的各种性质，获得一组代数方
程，通过求解获得角系数。 值得注意的是: (1)利用该方法的前提是系统一定是封闭的，如果不封闭可 以做假想面，令其封闭； (2)凹面的数量必须与不可见表面数相等。
完整性和上面的公式，有:
图8-6 两个非凹表面及 假想面组成的封闭系统
X ab, cd 1 X ab, ac X ab,bd X ab, ac
传热学大全课件
目录
• 传热学基本概念与原理 • 导热理论及应用 • 对流换热理论及应用 • 辐射换热理论及应用 • 传热过程数值模拟方法 • 传热学实验技术与设备 • 传热学在工程领域应用案例
01
传热学基本概念与原理
热量传递方式
01
02
03
热传导
物体内部或两个直接接触 物体之间的热量传递现象。
对流传热实验装置
模拟流体与固体壁面间的对流传热过程，研究对流换热系数的影响 因素。
辐射传热实验装置
通过黑体辐射源和接收器，研究物体间辐射传热的规律。
实验数据处理与分析方法
数据采集与处理
介绍实验数据的采集、整理、筛选和预处理等方法。
误差分析
讨论实验误差的来源、分类及减小误差的方法，提高实验结果的可 靠性。
建筑环境与设备工程
改善建筑环境，提高设备效率。
材料科学与工程
研究材料热物性，优化材料性能。
生物医学工程
研究生物体热传递，应用于医疗 诊断和治疗。
02
导热理论及应用
导热基本定律与导热系数
导热基本定律
傅里叶定律及其物理意义，导热热流密度与温 度梯度的关系。
导热系数
定义、物理意义及影响因素，不同材料的导热 系数比较。
能源动力领域应用案例
热力发电
在火力发电厂中，传热学应用于锅炉、汽轮机等设备的热设计，提 高能源转换效率。
核能利用
核电站中的反应堆热工水力设计、冷却剂循环系统等均涉及传热学 原理。
可再生能源
太阳能热利用、地热能开发等领域也需要传热学的支持，以提高能源 利用效率。
建筑环境领域应用案例
建筑节能
利用传热学原理，优化 建筑围护结构、保温材 料和采光设计等，降低 建筑能耗。
工程热力学和传热学中各符号的意义和概念
a：a为导温系数（是一个物性参数），也称热扩散系数，说明物体被加热或冷却时其各部分温度趋于一致的能力。
a大的物体被加热时，各处温度能较快地趋于一致。
C M,p：定值比热容，单原子气体C M,p=20.9kJ/(kmol??.K)。
双原子气体C M,p=29.3kJ/(kmol??.K)。
三
原子气体C M,p=37.7kJ/(kmol??.K)。
C p：当气体承受的压力保持不变时定义定压比热C p。
比热比k=C p/C v。
C s：辐射系数，表示辐射换热中热传递的效率。
它和参与辐射物体的性质、物体之间的距离、相
对位置、物体的形状等因素有关，其单位为W/m2·K4。
C v：温度改变1k时热量的该变量叫比热，它一般与过程有关，当气体提及保持不变时，定义定容
S：熵
T m：373.15K
U：热力学能，分子运动的平均动能和分子间势能称为“热力学能”。
u ：单位质量的热力学能称为比热力学能。
u=U/mkJ/kg
v ：单位质量的物质所占有的体积称为比体积，m 3/kg 。
V M ：千摩尔体积，单位m 3/kmol 。
W f ：摩擦功。
w g ：工质流速。
W s ：轴功，由流动的工质的焓转换得到。
W t ：技术功，工程上可以直接利用的机械能。
x ：干度，表示1kg 湿蒸汽中含xkg 饱和蒸汽，（1-x ）kg 饱和水。
δ:s 0V V =
δ,称为压缩机的余隙比。
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电子版说明：
本电子版由传热学第5版电子版缩编而成。
主要目的是为解决教师编写PPT 讲稿时引用书中的公式和插图时的麻烦。
它对学生可能是毫无用处。
目录
基本符号表
绪论
小结
复习题
第一章导热理论基础
第一节基本概念及傅立叶定律
第二节导热系数
第三节导热微分方程式
第四节导热过程的单值性条件
小结
复习题
参考文献
第二章稳态导热
第一节通过平壁的导热
第二节通过复合平壁的导热
第三节通过圆筒壁的导热
第四节具有内热源的平壁导热
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问题
小结
复习题
参考文献
第三章非稳态导热问题
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
第三节半无限大物体的瞬态导热
第四节其他形状物体的瞬态导热
第五节周期性非稳态导热
小结
复习题
参考文献
第四章导热问题数值解法基础
第一节建立离散方程的方法
第二节稳态导热问题的数值计算
第三节非稳态导热问题的数值计算
小结
复习题
参考文献
第五章对流换热分析
第一节对流换热概述
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
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
小结
复习题
参考文献
第六章单相流体对流换热
第一节管内受迫流动换热
第二节外掠圆管流动换热
第三节自然对流换热
小结
复习题
参考文献
第七章凝结与沸腾换热
第一节凝结换热
第二节沸腾换热
第三节热管
小结
复习题
参考文献
第八章热辐射的基本定律
第一节基本概念
第二节热辐射的基本定律
小结
复习题
参考文献
第九章辐射换热计算
第一节黑表面间的辐射换热
第二节灰表面间的辐射换热
第三节角系数的确定方法
第四节气体辐射
小结
复习题
参考文献
第十章传热和换热器
第一节通过肋壁的传热
第二节复合换热的传热计算
第三节传热的增强和削弱
第四节换热器的型式和基本构造
第五节平均温度差
第六节换热器计算
第七节换热器性能评价简述
小结
复习题
参考文献
第十一章质交换
第一节质扩散及其基本定律
第二节动量、热量、质量传递的类比
第三节对流质交换的准则关联式
第四节液体蒸发时的热质交换
小结
复习题
参考文献
附录
基本符号表
相似准则名称 Bi =
λ
hl
---- 毕渥(Biot)准则（λ为固体的导热系数）
Co =3
/12
23-⎥⎦⎤⎢⎣⎡μρλg h ----凝结(Condensation)准则 Fo =2l a τ
----傅里叶(Fourier)准则
Ga = 23
νgl ----伽利略(Galileo)准则
Gr =2
3ν
αt
gl ∆ ----格拉晓夫(Grashof)准则
Le =D a
----刘伊斯(Lewis)准则 Nu =λ
hl
---- 努谢尔特(Nusselt)准则（λ为流体的导热系数）
Pr =
a
ν
----普朗特(Prandtl)准则 Pe = Re ·Pr =a
ul
----贝克利(Peclet)准则
Ra = Gr ·Pr ----瑞利(Rayleigh)准则 Re = ν
ul
----雷诺(Reynolds)准则
Sc =D
ν
----施米特(Schmidt)准则 Sh =
D
l
h D ----宣乌特(Sherwood)准则 St = Pr Re ⋅Nu
=ρp c u h ----斯坦登(Stanton)准则
c St =
Sc Sh
⋅Re =u
h D ----质交换斯坦登准则
主要注角符号
f----流体(Fluid)
w----壁面(Wall)
c----临界(Critical)
e----当量，等效(Equivalent)
s----饱和(Saturation)
m----平均(Mean)
min----最小(Minimun)
max----最大(Maximun)
R等。
此外本书还使用基本符号作注角，如对流换热热阻
h
附录
附录1 单位换算表(国际单位与工程单位)
附录2 干空气的热物理性质
附录3 饱和水的热物理性质
附录4 干饱和水蒸汽的热物理性质
附录5 几种饱和液体的热物理性质
附录6 几种油的热物理性质
附录7 各种材料的热物理性质
附录8 几种保温、耐火材料的导热系数与温度的关系
附录9 常用材料表面的法向发射率
附录10 不同材料表面的绝对粗糙度
附录11 换热设备的对流表面传热系数和传热系数概略值附录12 污垢系数的参考值
附录13 双曲线函数表
附录14 高斯误差补函数的一次积分值
附录15 层流换热边界层方程的精确解。