传热PPT课件
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《传热计算》课件
辐射传热
通过辐射波的能量传递热量， 如太阳辐射。
传热计算方法
对流传热计算公式
根据流体介质传热的温度差、 传热面积和传热系数计算热量 传递。
导热计算方法
根据物质热传导性质和温度梯 度计算热量传递。
辐射传热计算公式
根据物体表面温度和辐射特性 计算热量传递。
传热问题实例
1
热传导问题
考虑通过不同材料的导热问题，如热量传递的速率和温度分布。
《传热计算》PPT课件
课程概述
传热的定义
传热是指热量从一个物体或一处区域向另一个物体或另一处区域的传递过程。
传热的基本原理
传热基于热量通过物质内部或物质之间的相互作用而传递，遵循热量自高温 区向低温区传递的规律。
传热的分类
对流传热
通过流体介质的对流传热， 如水和空气的流动使热能传 递。
导热
通过物质内部的分子振动传 递热量，如金属导体。
2
强迫对流传热问题
研究通过流体介质的对流传热问题，如流体流动对传热的影响。
3
自然对流传热问题
分析不需要外力推动的自然对流传热问题，如自然对流的流动和传热效果。
传热计算软件介绍
常用的传热计算软件
介绍一些在工程领域中常用的传热计算软件。
软件的功能
探索这些软件的功能和应用，如传热分析、热设计 以及结果可视化。
传热比赛(共16张PPT)
导热性能好的物质叫做热的良导体； 导热性较差的物质叫做热的不良导体。
❖ 热的不良导体：木头、塑料； ❖ 热的良导体：铁。
❖ 生活中如何运用热的良导体和热的不良导体 ？
❖ 锅：铁； ❖ 锅柄：塑料或木头； ❖ 隔热垫：塑料或木头。
铜、铝、钢的传热性能一样吗？
铜条 铝条
铁条
你能提出什么问题？
பைடு நூலகம்
热在物体中是怎样传递的？
结论：热能从___温物体传向____温物体。
1、铁棍两端原来的温度一样吗?点燃酒精灯后呢？
导热性较差的物质叫做热的不良导体。
但在有些情况下，我们却希望它通过得越慢越好，比如需要手持的锅柄上。
把塑料勺、木勺、钢勺三种勺子同时放入热水中，用手握住另一端或在柄上涂上易熔化物。
导热性较差的物质叫做热的不良导体。
热在物体中是怎样传递的？
把塑料勺、木勺、钢勺三种勺子同时放入热水中，用手握住另一端或在柄上涂上易熔化物。
但在有些情况下，我们却希望它通过得越慢越好，比如需要手持的锅柄上。
不同金属的传热性能实验记录表
A、铜 B、不锈钢 C、塑料
热在物体中是怎样传递的？
热在物体中的传递我们是看不见的，你们组准备借助哪些材料进行观察。
1、哪个物体较热，哪个物体较冷？
2、较冷的物体发生了什么变化，为什么？
2、铁棍上的火柴发生了怎样的变化，为什么？
2、下列材料中，最适宜用来制作锅铲柄的是（ ）。
热能从____温物体传向___温物体;在同一物体中，热能从____温部分传到_____温部分。
1、哪个物体较热，哪个物体较冷？
2、较冷的物体发生了什么变化，为什么？
❖
A、铜
B、不锈钢
C、塑料
❖ 热的不良导体：木头、塑料； ❖ 热的良导体：铁。
❖ 生活中如何运用热的良导体和热的不良导体 ？
❖ 锅：铁； ❖ 锅柄：塑料或木头； ❖ 隔热垫：塑料或木头。
铜、铝、钢的传热性能一样吗？
铜条 铝条
铁条
你能提出什么问题？
பைடு நூலகம்
热在物体中是怎样传递的？
结论：热能从___温物体传向____温物体。
1、铁棍两端原来的温度一样吗?点燃酒精灯后呢？
导热性较差的物质叫做热的不良导体。
但在有些情况下，我们却希望它通过得越慢越好，比如需要手持的锅柄上。
把塑料勺、木勺、钢勺三种勺子同时放入热水中，用手握住另一端或在柄上涂上易熔化物。
导热性较差的物质叫做热的不良导体。
热在物体中是怎样传递的？
把塑料勺、木勺、钢勺三种勺子同时放入热水中，用手握住另一端或在柄上涂上易熔化物。
但在有些情况下，我们却希望它通过得越慢越好，比如需要手持的锅柄上。
不同金属的传热性能实验记录表
A、铜 B、不锈钢 C、塑料
热在物体中是怎样传递的？
热在物体中的传递我们是看不见的，你们组准备借助哪些材料进行观察。
1、哪个物体较热，哪个物体较冷？
2、较冷的物体发生了什么变化，为什么？
2、铁棍上的火柴发生了怎样的变化，为什么？
2、下列材料中，最适宜用来制作锅铲柄的是（ ）。
热能从____温物体传向___温物体;在同一物体中，热能从____温部分传到_____温部分。
1、哪个物体较热，哪个物体较冷？
2、较冷的物体发生了什么变化，为什么？
❖
A、铜
B、不锈钢
C、塑料
第五章传热ppt课件
第四章 传热
1
第一节 概述
一、传热在食品工程中的应用
（１）食品生产中一般必要的加热、冷却过程； （２）为延长食品贮藏时间而进行的杀菌或冷藏； （３）以除去食品中水分为目的的蒸发或结晶过程的加热或冷 却； （４）为食品完成一定生物化学变化而进行的蒸煮、焙烤等。
2
第一节 概述
二、传热的基本方式
热的传递是由于系统内或物体内温度不同而引起的，根据 传热机理不同，传热的基本方式有三种：
7
一维温度场：若温度场中温度只沿着一个坐标方向变化。
一维温度场的温度分布表达式为：
t = f (x,τ)
(4-1a)
➢不稳定温度场：温度场内如果各点温度随时间而改变。
➢稳定温度场：若温度不随时间而改变。
➢等温面：温度场中同一时刻相同温度各点组成的面。
等温面的特点： （1）等温面不能相交； （2）沿等温面无热量传递。
24
2 多层圆筒壁的稳定热传导
对稳定导热过程，单位时间内由多层壁所传导的 热量，亦即经过各单层壁所传导的热量。
如图所示：以三层圆筒壁为例。
➢假定各层壁厚分别为b1= r2-
r1，b2=r3- r2，b3=r4- r3；
➢各 层 材 料 的 导 热 系 数 λ1，
λ2，λ3皆视为常数；
➢层与层之间接触良好，相互
3、热辐射
因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。
➢所有物体都能将热以电磁波的形式发射出去，而不需要任何
介质。
➢任何物体只要在绝对零度以上都能发射辐射能，但是只有在
物体温度较高的时候，热辐射才能成为主要的传热形式。
实际上，上述三种传热方式很少单独出现，而往往是相互
伴随着出现的。
1
第一节 概述
一、传热在食品工程中的应用
（１）食品生产中一般必要的加热、冷却过程； （２）为延长食品贮藏时间而进行的杀菌或冷藏； （３）以除去食品中水分为目的的蒸发或结晶过程的加热或冷 却； （４）为食品完成一定生物化学变化而进行的蒸煮、焙烤等。
2
第一节 概述
二、传热的基本方式
热的传递是由于系统内或物体内温度不同而引起的，根据 传热机理不同，传热的基本方式有三种：
7
一维温度场：若温度场中温度只沿着一个坐标方向变化。
一维温度场的温度分布表达式为：
t = f (x,τ)
(4-1a)
➢不稳定温度场：温度场内如果各点温度随时间而改变。
➢稳定温度场：若温度不随时间而改变。
➢等温面：温度场中同一时刻相同温度各点组成的面。
等温面的特点： （1）等温面不能相交； （2）沿等温面无热量传递。
24
2 多层圆筒壁的稳定热传导
对稳定导热过程，单位时间内由多层壁所传导的 热量，亦即经过各单层壁所传导的热量。
如图所示：以三层圆筒壁为例。
➢假定各层壁厚分别为b1= r2-
r1，b2=r3- r2，b3=r4- r3；
➢各 层 材 料 的 导 热 系 数 λ1，
λ2，λ3皆视为常数；
➢层与层之间接触良好，相互
3、热辐射
因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。
➢所有物体都能将热以电磁波的形式发射出去，而不需要任何
介质。
➢任何物体只要在绝对零度以上都能发射辐射能，但是只有在
物体温度较高的时候，热辐射才能成为主要的传热形式。
实际上，上述三种传热方式很少单独出现，而往往是相互
伴随着出现的。
(完整PPT)传热学
温度
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
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--导热理论基础--ppt课件精选全文
此时表观热导率最小。最佳密度一般由实验确定。
第二章 导热理论基础
第三节 热导率
3、隔热层必须采取防潮措施
（1） 湿材料 干材料或水
因多孔材料很容易吸收水分，吸水后，由于热导率较大的水
代替了热导率较小的介质，加之在温度梯度的推动下引起水分
迁移，使多孔材料的表观热导率增加很多。
0.35
0.599
第二章 导热理论基础
※导热是在温度差作用下依靠物质微粒（分子、原子和 自由电子等）的运动（移动、振动和转动）进行的能 量传递。因此，导热与物体内的温度分布密切相关。 ※本章将从温度场、温度梯度等基本概念出发 阐述导热过程的基本规律 讨论描述物体导热的导热微分方程和定解条件
第二章 导热理论基础
第一节 温度场和温度梯度 一、温度场（P13）
第二章 导热理论基础
第三节 热导率
4、几点说明
（1）保温材料的λ值界定值随时间和行业的不同有所变化。 保温材料热导率的界定值大小反映了一个国家保温材料的生
产及节能的水平。
20世纪50年代我国沿用前苏联标准为0.23W/(m·K)； 20世纪80年代，GB4272-84规定为0.14W/(m·K)， GB4272-92《设备及管道保温技术通则》中则降低到 （0.122）W对/(于m各·K向) 异性材料，其热导率还与方向有关。
1、等温面：同一瞬间，温度场中温度相同的点所连成的面。 2、等温线：等温面与其他任一平面的交线。
3、立体的等温面常用等温线的平面图来表示。
为了在平面内清晰地表示一组等温面，常用这些等温面与一 平面垂直相交所得的一簇等温线来表示。 图2-1是用等温线表示的内燃机活塞和水冷燃气轮机叶片的温度场
第二章 导热理论基础
三、温度梯度（P13-14）
第二章 导热理论基础
第三节 热导率
3、隔热层必须采取防潮措施
（1） 湿材料 干材料或水
因多孔材料很容易吸收水分，吸水后，由于热导率较大的水
代替了热导率较小的介质，加之在温度梯度的推动下引起水分
迁移，使多孔材料的表观热导率增加很多。
0.35
0.599
第二章 导热理论基础
※导热是在温度差作用下依靠物质微粒（分子、原子和 自由电子等）的运动（移动、振动和转动）进行的能 量传递。因此，导热与物体内的温度分布密切相关。 ※本章将从温度场、温度梯度等基本概念出发 阐述导热过程的基本规律 讨论描述物体导热的导热微分方程和定解条件
第二章 导热理论基础
第一节 温度场和温度梯度 一、温度场（P13）
第二章 导热理论基础
第三节 热导率
4、几点说明
（1）保温材料的λ值界定值随时间和行业的不同有所变化。 保温材料热导率的界定值大小反映了一个国家保温材料的生
产及节能的水平。
20世纪50年代我国沿用前苏联标准为0.23W/(m·K)； 20世纪80年代，GB4272-84规定为0.14W/(m·K)， GB4272-92《设备及管道保温技术通则》中则降低到 （0.122）W对/(于m各·K向) 异性材料，其热导率还与方向有关。
1、等温面：同一瞬间，温度场中温度相同的点所连成的面。 2、等温线：等温面与其他任一平面的交线。
3、立体的等温面常用等温线的平面图来表示。
为了在平面内清晰地表示一组等温面，常用这些等温面与一 平面垂直相交所得的一簇等温线来表示。 图2-1是用等温线表示的内燃机活塞和水冷燃气轮机叶片的温度场
第二章 导热理论基础
三、温度梯度（P13-14）
传热学-绪论PPT课件
2、定义 凡是由导热、对流和热辐射两种以上的基本方式 组成的热传递过程称为复合换热。
五、传热过程
1、举例 ➢内燃机气缸中的高温燃气经气缸壁传给水套中的
冷却水。
➢暖气设备内水蒸气通过器壁散热至周围空气中。
➢冷凝器中的冷却水通过管壁从低压水蒸气吸收热 量。
2、定义 热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流 体中的过程称为传热过程。
三、传热学的应用
(1)自然界中的例子
• 若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度，那么 为什么在冬天和夏天人在房间内所穿的衣服厚度不一 样？
• 北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利于保温 。如何解释其道理？
(2)工程技术领域
• 动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源、微电 子、核能、航空航天、微机电系统（MEMS）、新材料 、军事 、科学与技术、生命科学与生物技术…
(3) 与专业相关的具体应用举例
• 发动机缸壁的传热损失，降低了发动机的热效率 • 发动机冷却系统 • 空调系统 •…
通过对传热学课程的学习，将会对解决热 传递的问题打下一定的理论基础。
1-2 热量传递的基本方式
• 热量传递过程实例 铝壶烧开水
• 热量传递的三种基本方式： 导热(热传导)、 对流(热对流) 、 热辐射。
（1）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。
（2）互相辐射的物体之间并不需要接触。即辐射 能的传递不用借助于媒介物。即使在真空中也可以 传递。
（3）热辐射不仅产生能量的转移，而且还伴随能 量形式的转化。（热能—辐射能—热能 ）
4、计算式 ①黑体：能吸收投入到其表面上的所有热辐射能的
3、对流换热定义 流体流过固体壁面时所发生的热传递过程。
五、传热过程
1、举例 ➢内燃机气缸中的高温燃气经气缸壁传给水套中的
冷却水。
➢暖气设备内水蒸气通过器壁散热至周围空气中。
➢冷凝器中的冷却水通过管壁从低压水蒸气吸收热 量。
2、定义 热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流 体中的过程称为传热过程。
三、传热学的应用
(1)自然界中的例子
• 若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度，那么 为什么在冬天和夏天人在房间内所穿的衣服厚度不一 样？
• 北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利于保温 。如何解释其道理？
(2)工程技术领域
• 动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源、微电 子、核能、航空航天、微机电系统（MEMS）、新材料 、军事 、科学与技术、生命科学与生物技术…
(3) 与专业相关的具体应用举例
• 发动机缸壁的传热损失，降低了发动机的热效率 • 发动机冷却系统 • 空调系统 •…
通过对传热学课程的学习，将会对解决热 传递的问题打下一定的理论基础。
1-2 热量传递的基本方式
• 热量传递过程实例 铝壶烧开水
• 热量传递的三种基本方式： 导热(热传导)、 对流(热对流) 、 热辐射。
（1）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。
（2）互相辐射的物体之间并不需要接触。即辐射 能的传递不用借助于媒介物。即使在真空中也可以 传递。
（3）热辐射不仅产生能量的转移，而且还伴随能 量形式的转化。（热能—辐射能—热能 ）
4、计算式 ①黑体：能吸收投入到其表面上的所有热辐射能的
3、对流换热定义 流体流过固体壁面时所发生的热传递过程。
《化工原理传热》课件
导热问题的数学描述
导热问题的数学描述通常使 用偏微分方程，如热传导方 程。
解这些方程可以得到导热过 程中的温度分布、热流量等 参数。
通过建立数学模型，可以描 述导热过程中温度随时间和 空间的变化规律。
在实际应用中，还需要考虑 其他因素如边界条件、初始 条件等。
03
对流换热
对流换热基本概念
01
02
04
辐射换热
辐射换热基本概念
定义
01
物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射换热。
辐射换热与物质属性
02
物体的辐射换热能力与其发射率、吸收率、反射率和透射率有
关。
辐射换热与温度
03
物体的辐射换热能力随温度升高而增强。
辐射换热计算方法
斯蒂芬-玻尔兹曼定律
描述了物体在绝对黑体条件下辐射换热的规律。
发射率修正
02
它主要通过物质分子、原子或分子的振动和相互碰 撞进行热量传递。
03
热传导是三种基本传热方式之一，另外两种是热对 流和热辐射。
傅里叶定律
傅里叶定律是热传导的基本定 律，它描述了热传导速率与温
度梯度之间的线性关系。
公式为：q = -k * grad(T)， 其中q为热流密度，k为导热 系数，grad(T)为温度梯度。
传热方式
01
02
总结词：传热主要有三 种方式：热传导、热对 流和热辐射。
详细描述
03
04
05
1. 热传导是指热量在物 质内部通过分子、原子 等微观粒子的运动传递 热量。不同物质导热能 力不同，金属是良好的 导热体。
2. 热对流是指由于物质 宏观运动引起的热量传 递过程，如气体、液体 等流动过程中热量的传 递。对流换热在化工、 能源、动力等领域有广 泛应用。
《传热实验讲稿》课件
数据解释：根据分析结果，解释实验现象和结果
数据应用：将分析结果应用于实际工程中，如优化传热设计、提高传 热效率等
误差分析和不确定度评估
误差来源：仪器误差、操作误差、环境误差等
误差分析方法：方差分析、回归分析、蒙特卡洛模拟等
不确定度评估：标准不确定度、扩展不确定度、合成不确定度等 误差和不确定度对实验结果的影响：影响实验结果的准确性和可靠性，可 能导致实验结果偏离真实值
互动环节：适当设置提问、讨论等互动环节，增加听众的参与感和兴趣
课件制作：使用简洁明了的PPT模板，避免过于花哨或复杂的设计，确保听众能够清晰地看到 内容
感谢观看
汇报人：
实验日期：XXXX年XX月 XX日
实验设备：XXXX
实验步骤：XXXX
数据分析：XXXX
实验名称：传热实验 实验人员：XXXX
实验材料：XXXX
实验数据：XXXX
结论：XXXX
数据分析方法及示例
数据收集：记录实验过程中的温度、时间、压力等数据
数据整理：将收集到的数据进行整理，形成表格或图表
数据分析：对整理后的数据进行分析，找出规律和趋势
加深对传热现象的理解和认 识
为后续学习和研究提供基础 和参考
实验原理简介
传热实验：研究热量传递的实验 实验目的：了解热量传递的基本原理和规律 实验方法：通过观察、测量、计算等方式进行实验 实验结果：分析热量传递的过程和规律，得出结论
实验设备和材料
实验设备：热电偶、温度计、热电阻等 材料：金属、非金属、陶瓷、塑料等 实验环境：恒温、恒湿、无尘等 实验步骤：预热、测量、记录、分析等
03
实验步骤及操作
实验步骤详细说明
搭建实验装置：按照实验 要求搭建传热板、热源、
数据应用：将分析结果应用于实际工程中，如优化传热设计、提高传 热效率等
误差分析和不确定度评估
误差来源：仪器误差、操作误差、环境误差等
误差分析方法：方差分析、回归分析、蒙特卡洛模拟等
不确定度评估：标准不确定度、扩展不确定度、合成不确定度等 误差和不确定度对实验结果的影响：影响实验结果的准确性和可靠性，可 能导致实验结果偏离真实值
互动环节：适当设置提问、讨论等互动环节，增加听众的参与感和兴趣
课件制作：使用简洁明了的PPT模板，避免过于花哨或复杂的设计，确保听众能够清晰地看到 内容
感谢观看
汇报人：
实验日期：XXXX年XX月 XX日
实验设备：XXXX
实验步骤：XXXX
数据分析：XXXX
实验名称：传热实验 实验人员：XXXX
实验材料：XXXX
实验数据：XXXX
结论：XXXX
数据分析方法及示例
数据收集：记录实验过程中的温度、时间、压力等数据
数据整理：将收集到的数据进行整理，形成表格或图表
数据分析：对整理后的数据进行分析，找出规律和趋势
加深对传热现象的理解和认 识
为后续学习和研究提供基础 和参考
实验原理简介
传热实验：研究热量传递的实验 实验目的：了解热量传递的基本原理和规律 实验方法：通过观察、测量、计算等方式进行实验 实验结果：分析热量传递的过程和规律，得出结论
实验设备和材料
实验设备：热电偶、温度计、热电阻等 材料：金属、非金属、陶瓷、塑料等 实验环境：恒温、恒湿、无尘等 实验步骤：预热、测量、记录、分析等
03
实验步骤及操作
实验步骤详细说明
搭建实验装置：按照实验 要求搭建传热板、热源、
传热的三种方式ppt课件
2024/7/14
5
物质的导热系数在数值上具有下述特点:
(1) 对于同一种物质, 固态的导热系数值最大,气态的 导热系数值最小； (2)一般金属的导热系数大于非金属的热导率 ； (3)导电性能好的金属, 其导热性能也好 ； (4)纯金属的导热系数大于它的合金 。
导热系数数值的影响因素较多, 主要取决于物质的 种类、物质结构与物理状态, 此外温度、密度、湿度 等因素对导热系数也有较大的影响。其中温度对导热 系数的影响尤为重要。
t
（1）左侧的对流换热
tf1
Ah1
tw1 tf1
tw1 tf1 1
tw1 h1
tw1 tf1 Rh1
Ah1
（2）平壁的导热
0
A tw1 tw2
tw1
tw 2
tw1 tw2 R
A
2024/7/14
h2 tw2
tf2
x
18
（3）右侧的对流换热
Ah2
tw2 tf 2
一、热量传递的基本方式
热量传递有三种基本方式: 导热 对流 辐射
2024/7/14
1
1、导热
在物体内部或相互接触的物体表面之 间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子 的热运动而产生的热量传递现象。
纯导热现象可以发生在固体内部，也可以 发生在静止的液体和气体之中。
2024/7/14
2
大平壁的一维稳态导热
（1）热量从高温流体以对流换热（或对流换热＋
辐射换热）的方式传给壁面；
（2）热量从一侧壁面以导热的 高
方式传递到另一侧壁面；
温
固 体
低 温
（3）热量从低温流体侧壁面以 流
流
对流换热（或对流换热＋辐射换 体 壁 体
《第四章传热》PPT课件
gradt dt dx
2. 傅立叶定律 傅立叶定律是热传导的基本定律，它表示热传导的速率与温度 梯度和垂直于热流方向的导热面积成正比。
Q S t 或：q t
n
n
热传导中，Q S，Q t n
Q——传热速率，W；
λ——导热系数，W/（m·K） 或W/（m·℃）；
S——导热面积，垂直于热流方向的截面积，m2；
946℃。试求：
(1)单位面积的热损失；(2)保温砖与建筑砖之间界面的温度；
(3)建筑砖外侧温度。
解 t3为保温砖与建筑砖的界面温度，t4为建筑砖的外侧温度。
（1）热损失q
q=
Q A
1
b1
t1
t2
1.06 0.15
(1000-946)
=381.6W/m2
(2) 保温砖与建筑砖的界面温度t3 由于是稳态热传导，所以 q1=q2=q3=q
典型换热设备： 间壁式换热器（冷、热流体间的换热设备） 例：列管式换热器 3、本章研究的主要问题 1）三种传热机理（传热速率计算） 2）换热器计算 3）换热设备简介
4.1.1传热的基本方式
根据传热机理不同，传热的基本方式有三种： 热传导、热对流和热辐射。
1．热传导 热传导（导热）：物体各部分之间不发生相对位移，依靠原子、 分子、自由电子等微观粒子的热流运动而引 起的热量传递。
t t'∞
t∞
u
tw-t=
t' t
tw
图4-13 流体流过平壁被加热时的温度边界
2、热边界层的厚度
tw t 0.99(tw t )
3、热边界层内（近壁处） 认为：集中全部的温差和热阻
dt 0 dy
热边界层外（流体主体）
2. 傅立叶定律 傅立叶定律是热传导的基本定律，它表示热传导的速率与温度 梯度和垂直于热流方向的导热面积成正比。
Q S t 或：q t
n
n
热传导中，Q S，Q t n
Q——传热速率，W；
λ——导热系数，W/（m·K） 或W/（m·℃）；
S——导热面积，垂直于热流方向的截面积，m2；
946℃。试求：
(1)单位面积的热损失；(2)保温砖与建筑砖之间界面的温度；
(3)建筑砖外侧温度。
解 t3为保温砖与建筑砖的界面温度，t4为建筑砖的外侧温度。
（1）热损失q
q=
Q A
1
b1
t1
t2
1.06 0.15
(1000-946)
=381.6W/m2
(2) 保温砖与建筑砖的界面温度t3 由于是稳态热传导，所以 q1=q2=q3=q
典型换热设备： 间壁式换热器（冷、热流体间的换热设备） 例：列管式换热器 3、本章研究的主要问题 1）三种传热机理（传热速率计算） 2）换热器计算 3）换热设备简介
4.1.1传热的基本方式
根据传热机理不同，传热的基本方式有三种： 热传导、热对流和热辐射。
1．热传导 热传导（导热）：物体各部分之间不发生相对位移，依靠原子、 分子、自由电子等微观粒子的热流运动而引 起的热量传递。
t t'∞
t∞
u
tw-t=
t' t
tw
图4-13 流体流过平壁被加热时的温度边界
2、热边界层的厚度
tw t 0.99(tw t )
3、热边界层内（近壁处） 认为：集中全部的温差和热阻
dt 0 dy
热边界层外（流体主体）
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。
.
❖ 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
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§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。
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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
《传热学基本知识》课件
工程热力学中的应用
说明传热学在工程设计和热力系统中的应 用。
生物医学中的应用
介绍传热学在生物医学领域中的应用，如 热疗和温度控制。
工业生产中的应用
讲解传热学在工业生产过程中的应用，如 冷却和加热。
环境保护中的应用
探讨传热学在环境保护方面的应用，如能 源利用和污染控制。
传热学的未来发展
1
传热学的新技术
传热学需要进一步深入 研究的问题
提出传热学需要进一步研究 的问题和方向。
2 对流传热的计算方法
介绍热传递计算方法的分类，包括解析 方法、实验方法和数值计算方法。
探讨对流传热的计算方法，如Nusselt数 和经验公式。
3 热传导的计算方法
4 辐射传热的计算方法
深入讲解热传导的计算方法，包括传热 率和温度分布的求解。
讲解辐射传热的计算方法和辐射换热系 数的确定。
传热学应用
传热学研究内容
介绍传热学的研究范围，包括热传导、对流传热和辐射传热等方面。
热传递过程基本方程
热传导方程
深入讲解热传导方程，探 讨传热过程中的热流率和 温度分布。
对流传热方程
介绍对流传热方程以及影 响对流传热的因素。
辐射传热方程
解析辐射传热方程，探讨 辐射传热的基本原理。
热传递计算方法
1 热传递计算方法的分类
《传热学基本知识》PPT 课件
本课件旨在介绍传热学的基本知识。涵盖传热学的概述、热传递过程方程、 热传递计算方法、传热学的应用和未来发展以及对应用的重要性和需要进一 步研究的问题。
传热学概述
传热学的定义
介绍传热学的定义以及其在工程和科学领域中的重要性。
传热学的基本概念
讲解传热学中的关键概念，例如热传导、对流传热和辐射传热。
高等传热学ppt课件
阐述复合换热过程的基本概念，包括其定义、分类以及在实际工程 中的应用。
复合换热过程的数学模型
建立复合换热过程的数学模型，包括热传导、对流换热和辐射换热 的综合效应，以及不同换热方式之间的耦合关系。
复合换热过程的数值模拟
采用数值模拟方法，对复合换热过程进行仿真分析，揭示其温度场 、流场和传热特性的变化规律。
06
高等传热学应用领域探讨
Chapter
微尺度传热现象研究
微尺度传热机制
探讨在微米和纳米尺度下，热传导、热对流 和热辐射等传热机制的特点和规律。
微尺度效应
分析微尺度下，表面积与体积比增大、热边界层变 薄等效应对传热过程的影响。
微纳器件热管理
研究微纳电子器件、MEMS器件等的热设计 、热分析和热控制方法，以提高器件性能和 可靠性。
多维稳态导热问题求解
多维稳态导热
物体内部温度分布不随时间变化，但热量在多 个方向上传递。
求解方法
通过求解多维导热微分方程，结合给定的定解 条件，得到物体内部的温度分布。
应用举例
求解复杂形状物体、多层材料组成的复合结构等在稳态导热下的温度分布。
03
对流换热过程分析与计算
Chapter
对流换热现象及分类
热力学第一定律
热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以 与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程 中，能量的总值保持不变。
牛顿冷却定律
当物体表面与周围存在温度差时，单位时间从单 位面积散失的热量与温度差成正比。
热力学第二定律
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其 他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换 为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过 程中熵的微增量总是大于零。
复合换热过程的数学模型
建立复合换热过程的数学模型，包括热传导、对流换热和辐射换热 的综合效应，以及不同换热方式之间的耦合关系。
复合换热过程的数值模拟
采用数值模拟方法，对复合换热过程进行仿真分析，揭示其温度场 、流场和传热特性的变化规律。
06
高等传热学应用领域探讨
Chapter
微尺度传热现象研究
微尺度传热机制
探讨在微米和纳米尺度下，热传导、热对流 和热辐射等传热机制的特点和规律。
微尺度效应
分析微尺度下，表面积与体积比增大、热边界层变 薄等效应对传热过程的影响。
微纳器件热管理
研究微纳电子器件、MEMS器件等的热设计 、热分析和热控制方法，以提高器件性能和 可靠性。
多维稳态导热问题求解
多维稳态导热
物体内部温度分布不随时间变化，但热量在多 个方向上传递。
求解方法
通过求解多维导热微分方程，结合给定的定解 条件，得到物体内部的温度分布。
应用举例
求解复杂形状物体、多层材料组成的复合结构等在稳态导热下的温度分布。
03
对流换热过程分析与计算
Chapter
对流换热现象及分类
热力学第一定律
热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以 与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程 中，能量的总值保持不变。
牛顿冷却定律
当物体表面与周围存在温度差时，单位时间从单 位面积散失的热量与温度差成正比。
热力学第二定律
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其 他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换 为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过 程中熵的微增量总是大于零。
传热学基本知识ppt课件
传热学基本知识ppt课件目录•传热学概述•热传导基本知识•热对流基本知识•热辐射基本知识•传热过程与换热器设计•传热学实验方法与测量技术•传热学在工程领域应用案例01传热学概述传热学定义与研究对象传热学定义研究热量传递规律的科学，主要研究物体之间或物体内部热量传递的过程、机理和计算方法。
研究对象包括导热、对流换热和辐射换热三种基本传热方式，以及传热过程与热力学、流体力学、电磁学等学科的交叉问题。
01020304能源与动力工程建筑工程机械工程电子工程传热学应用领域涉及燃烧、锅炉、内燃机、汽轮机、航空发动机等领域的热量传递问题。
研究建筑物的保温、隔热、采暖、通风等热工性能，提高建筑能效。
解决电子设备散热问题，如计算机、手机、电子元器件等的冷却技术。
研究各种机械设备的热设计、热分析和热控制，如散热器、冷却系统、热交换器等。
理论分析实验研究数值模拟传热学研究方法通过建立数学模型和方程，对传热过程进行定量描述和预测。
通过实验手段测量传热过程中的各种物理量，验证理论分析和数值模拟的正确性。
利用计算机进行数值计算，模拟传热过程的详细情况，为优化设计和控制提供依据。
02热传导基本知识热传导定义及物理意义热传导定义物体内部或物体之间由于温度差异引起的热量传递现象。
物理意义热传导是热量传递的三种基本方式之一，对于研究物体的热行为和热设计具有重要意义。
热传导基本定律与公式热传导基本定律傅里叶定律，即单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比。
热传导公式Q = -kA(dT/dx)，其中Q为热量，k为热传导系数，A为传热面积，dT/dx为温度梯度。
热传导系数及其影响因素热传导系数定义表征材料导热性能的物理量，即单位时间、单位温度梯度下，通过单位面积的热流量。
影响因素材料的种类、温度、压力、湿度等都会对热传导系数产生影响。
例如，金属材料的热传导系数通常较高，而非金属材料的热传导系数较低。
03热对流基本知识热对流定义及物理意义热对流定义热对流是指热量通过流体的宏观运动而传递的过程。
传热学大全课件
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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。
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。
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导热系数在数值上等于单位温度梯度作用下单位时间内单 位面积的热量
导热系数是物性参数，它与物质结构和状态密切相关，例如 物质的种类、材料成分、温度、湿度、压力、密度等，与物 质几何形状无关。它反映了物质微观粒子传递热量的特 性。
大小取决于物质的种类和温度
一般而言，固体的导热系数最大，气体的最小，液体的介于 两者之间。
电厂热力设备
第三章 热传递的基本原理
三种基本的热传递方式及其基本定律 热阻和一维稳态导热 复杂换热和换热器 传热的增强和减弱
为什么要学习传热学
❖ 传热问题广泛存在
自然界 人类生活 工业设备
❖ 传热定义
传热：是物质在温差作用下所发生的热量传递。
传热学：研究热量传递规律的一门学科。
❖ 重要性 高温\高压设备的安全,节能降耗,环境保护 无处不存在传热问题
例3-1
第二节 对流换热
对流换热的概念及其类型
❖ 定义
热对流：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。
对流换热：流体与温度不同的固体壁间接 触时的热量交换过程。
对流换热，既有热对流，也有导热；不是 基本传热方式。
❖分类
对流换热按照不同的原因可分为多种类型 有相变的对流换热和无相变的对流换热。 强迫对流换热和自然对流换热。
❖长圆筒壁导热
圆筒壁就是圆管的壁面。当管子的壁面相对于管长 而言非常小，且管子的内外壁面又保持均匀的温度时，通 过管壁的导热就是圆柱坐标系上的一维导热问题。
单层圆筒壁：
Q2lrdtW
dr
公式3-8，3-9 温度分布是一条对数曲线
多层圆筒壁的导热 采用热阻的概念进行分析。在
稳态、无内热源的情况下，通过 各层的热流量相等。
影响对流换热的因素
❖ 流动的起因 分为强制对流和自然对流两种,流动的动力不同,
流速不同,扰动不同,传热效果不同. ❖ 流体的流态 有层流和紊流两种形态.用雷诺数大小判断 ❖ 流体的物理性质 导热系数\黏毒\比热容\密度\膨胀系数等. 综合成无因次量:普朗特数和格拉晓夫数 ❖ 几何因素 壁面形状\大小\流体与固体热接触的相对位置等 ❖ 有无相变
对流换热量的计算
牛顿冷却公式： Q Stw tfW
S — 与流体接触的壁面面积, m2 tw，tf— 分别为壁面温度和流体温度，℃ α —对流换热系数，是表征对流换热过程强弱的 物理量，W/(m2 ·℃)。
对流换热系数的确定
采用量纲分析方法 将多因子问题转换成少数综合因子问题,便
于减少实验数量 实验确定经验公式 大量的实验,得到各种不同的计算公式,各有
和透射辐射。
物体的温度越高、辐射能力越强；若物体的 种类不同、表面状况不同，其辐射能力不同。
A=1的物体称为黑体，黑体是一种理想物体， 它的辐射能力只与温度有关。
白体和透热体
热辐射的基本定律
❖斯蒂芬-玻尔兹曼定律
不同于热对流,单纯的热对流在工业设备上不用,工业 设备用的最多的是对流换热.
❖传热学
热量传递过程的规律，时间是重要参数。 稳态传热过程：传热过程中各处温度不随时间变化。 非稳态传热过程：传热过程中各处温度随时间变化。
传热学以热力学第一定律和第二定 律为基础,即热量传递始终是从高温 物体向低温物体传递；在热量传递 过程中若无能量形式的转换，则热 量始终保持守恒。
❖特点
• 不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的 存在，在真空中就可以传递能量。
• 在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换。
❖物体的辐射能力与黑体
物体单位表面积向外辐射的总能量可用 Ee 表 示，其单位是： W/ m2
Ee= Ea+ Er+Ed A+R+D=1
Ea、 Er、Ed分别为
吸收辐射、反射辐射
其适用范围 注意定性温度\定形尺寸的确定
流体有相变时的对流换热
❖沸腾换热
过冷沸腾 饱和沸腾：膜态沸腾、核态沸腾
❖凝结换热
膜状凝结 珠状凝结
第三节 辐射换热
热辐射的基本概念
❖定义
辐射：物体通过电磁波来传递热量的方式。 热辐射：物体由于热的原因向外发出的辐射。 辐射换热：物体之间以辐射的形式交换热量。
第一节 导热
热传导（导热）的基本概念
❖ 定义
指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接 接触时，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。 导热是物质的属性，只要存在温差，在固体、液体、气 体中均会发生发生导热现象。
❖导热的机理
气体：气体分子不规则热运动时相互碰撞的 结果。 导电固体：自由电子的运动和晶格结构的振动。 非导电固体：晶格结构的振动。 液体：很复杂。介于固体和气体两者之间。
保温材料：
导热系数小于0.23W/（m·℃ ）的材料为保温材料。 常用的保温材料：
复合硅酸盐制品、硅酸铝制品、硅酸镁（绝热涂料）、岩 棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等。
一维稳态导热计算
通过平壁的导热，直角坐标系中的一维问题。 通过圆筒壁的导热，圆柱坐标系中的一维问题。 通过球壳的导热，球坐标系中的一维问题。
热量传递的基本方式
❖导热
依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热 运动而传递热量。
❖对流
流体各部分之间发生相对位移时，冷热流 体相互掺混所引起的热量交换。
❖热辐射
物体由于热的原因向外发出的辐射称为热辐 射。
物体之间以辐射的形式交换热量—辐射换热。
传热学研究的三种传热方式
❖导热\辐射传热相同 ❖对流换热
❖相关的概念
温度场、等温面和温度梯度
傅立叶定律及导热系数
❖傅立叶定律
q dt
dx
W/m2
单位时间内，通过导热体单位面积上的热量，在数值上
与该面积上的温度梯度成正比，而方向相反。
意义 ：已知物体内部的温度分布ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，则由该定律求得各 点的热流密度或热流量。
❖导热系数
表示材料导热能力的大小，属于物性参数
❖大平壁导热
单层平壁： 平壁的长度和宽度都远大于 其厚度，且平板两侧保持均匀边 界条件，则该问题就可以归纳为
直角坐标系中的一维导热问题。
W
Q S dt
dx
公式3-4，3-5，温度分布为直线 多层平壁：由几层导热系数不同 材料组成的复合 平壁。
对于类似这样的问题，可采用热阻 的概念进行分析。在稳态，通过各层 的热流量相等。热流量也等于总温差 比上总热阻。
导热系数是物性参数，它与物质结构和状态密切相关，例如 物质的种类、材料成分、温度、湿度、压力、密度等，与物 质几何形状无关。它反映了物质微观粒子传递热量的特 性。
大小取决于物质的种类和温度
一般而言，固体的导热系数最大，气体的最小，液体的介于 两者之间。
电厂热力设备
第三章 热传递的基本原理
三种基本的热传递方式及其基本定律 热阻和一维稳态导热 复杂换热和换热器 传热的增强和减弱
为什么要学习传热学
❖ 传热问题广泛存在
自然界 人类生活 工业设备
❖ 传热定义
传热：是物质在温差作用下所发生的热量传递。
传热学：研究热量传递规律的一门学科。
❖ 重要性 高温\高压设备的安全,节能降耗,环境保护 无处不存在传热问题
例3-1
第二节 对流换热
对流换热的概念及其类型
❖ 定义
热对流：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。
对流换热：流体与温度不同的固体壁间接 触时的热量交换过程。
对流换热，既有热对流，也有导热；不是 基本传热方式。
❖分类
对流换热按照不同的原因可分为多种类型 有相变的对流换热和无相变的对流换热。 强迫对流换热和自然对流换热。
❖长圆筒壁导热
圆筒壁就是圆管的壁面。当管子的壁面相对于管长 而言非常小，且管子的内外壁面又保持均匀的温度时，通 过管壁的导热就是圆柱坐标系上的一维导热问题。
单层圆筒壁：
Q2lrdtW
dr
公式3-8，3-9 温度分布是一条对数曲线
多层圆筒壁的导热 采用热阻的概念进行分析。在
稳态、无内热源的情况下，通过 各层的热流量相等。
影响对流换热的因素
❖ 流动的起因 分为强制对流和自然对流两种,流动的动力不同,
流速不同,扰动不同,传热效果不同. ❖ 流体的流态 有层流和紊流两种形态.用雷诺数大小判断 ❖ 流体的物理性质 导热系数\黏毒\比热容\密度\膨胀系数等. 综合成无因次量:普朗特数和格拉晓夫数 ❖ 几何因素 壁面形状\大小\流体与固体热接触的相对位置等 ❖ 有无相变
对流换热量的计算
牛顿冷却公式： Q Stw tfW
S — 与流体接触的壁面面积, m2 tw，tf— 分别为壁面温度和流体温度，℃ α —对流换热系数，是表征对流换热过程强弱的 物理量，W/(m2 ·℃)。
对流换热系数的确定
采用量纲分析方法 将多因子问题转换成少数综合因子问题,便
于减少实验数量 实验确定经验公式 大量的实验,得到各种不同的计算公式,各有
和透射辐射。
物体的温度越高、辐射能力越强；若物体的 种类不同、表面状况不同，其辐射能力不同。
A=1的物体称为黑体，黑体是一种理想物体， 它的辐射能力只与温度有关。
白体和透热体
热辐射的基本定律
❖斯蒂芬-玻尔兹曼定律
不同于热对流,单纯的热对流在工业设备上不用,工业 设备用的最多的是对流换热.
❖传热学
热量传递过程的规律，时间是重要参数。 稳态传热过程：传热过程中各处温度不随时间变化。 非稳态传热过程：传热过程中各处温度随时间变化。
传热学以热力学第一定律和第二定 律为基础,即热量传递始终是从高温 物体向低温物体传递；在热量传递 过程中若无能量形式的转换，则热 量始终保持守恒。
❖特点
• 不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的 存在，在真空中就可以传递能量。
• 在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换。
❖物体的辐射能力与黑体
物体单位表面积向外辐射的总能量可用 Ee 表 示，其单位是： W/ m2
Ee= Ea+ Er+Ed A+R+D=1
Ea、 Er、Ed分别为
吸收辐射、反射辐射
其适用范围 注意定性温度\定形尺寸的确定
流体有相变时的对流换热
❖沸腾换热
过冷沸腾 饱和沸腾：膜态沸腾、核态沸腾
❖凝结换热
膜状凝结 珠状凝结
第三节 辐射换热
热辐射的基本概念
❖定义
辐射：物体通过电磁波来传递热量的方式。 热辐射：物体由于热的原因向外发出的辐射。 辐射换热：物体之间以辐射的形式交换热量。
第一节 导热
热传导（导热）的基本概念
❖ 定义
指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接 接触时，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。 导热是物质的属性，只要存在温差，在固体、液体、气 体中均会发生发生导热现象。
❖导热的机理
气体：气体分子不规则热运动时相互碰撞的 结果。 导电固体：自由电子的运动和晶格结构的振动。 非导电固体：晶格结构的振动。 液体：很复杂。介于固体和气体两者之间。
保温材料：
导热系数小于0.23W/（m·℃ ）的材料为保温材料。 常用的保温材料：
复合硅酸盐制品、硅酸铝制品、硅酸镁（绝热涂料）、岩 棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等。
一维稳态导热计算
通过平壁的导热，直角坐标系中的一维问题。 通过圆筒壁的导热，圆柱坐标系中的一维问题。 通过球壳的导热，球坐标系中的一维问题。
热量传递的基本方式
❖导热
依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热 运动而传递热量。
❖对流
流体各部分之间发生相对位移时，冷热流 体相互掺混所引起的热量交换。
❖热辐射
物体由于热的原因向外发出的辐射称为热辐 射。
物体之间以辐射的形式交换热量—辐射换热。
传热学研究的三种传热方式
❖导热\辐射传热相同 ❖对流换热
❖相关的概念
温度场、等温面和温度梯度
傅立叶定律及导热系数
❖傅立叶定律
q dt
dx
W/m2
单位时间内，通过导热体单位面积上的热量，在数值上
与该面积上的温度梯度成正比，而方向相反。
意义 ：已知物体内部的温度分布ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，则由该定律求得各 点的热流密度或热流量。
❖导热系数
表示材料导热能力的大小，属于物性参数
❖大平壁导热
单层平壁： 平壁的长度和宽度都远大于 其厚度，且平板两侧保持均匀边 界条件，则该问题就可以归纳为
直角坐标系中的一维导热问题。
W
Q S dt
dx
公式3-4，3-5，温度分布为直线 多层平壁：由几层导热系数不同 材料组成的复合 平壁。
对于类似这样的问题，可采用热阻 的概念进行分析。在稳态，通过各层 的热流量相等。热流量也等于总温差 比上总热阻。