传热学知识点复习

传热学

1.热力学三大定律+第零定律

① 热力学第一定律：

一个热力学系统的内能增量等于外界向他传递的热量与外界对他做功的和。 ② 热力学第二定律：

克劳修斯表述：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但是反之不行。 开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。 只要温差存在的地方，就有热能从自发地从高温物体向低温物体传递。

③ 热力学第三定律：

绝对零度不可能达到。

④ 热力学第零定律：

如果两个热力学系统都第三个热力学系统处于热平衡状态，那么这两个系统也必定处于热平衡。

2.各个科技技术领域中遇到的的传热学问题可以大致归纳为三种类型的问题 ①强化传热 ②削弱传热 ③温度控制

3.热能传递的三种方式

①热传导—物体各部分之间不发生相对位移，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生热能传递。

②热对流—由于流体的宏观运动二引起的流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互混掺所导致的热量传递。

③热辐射—物体通过电磁波来传递能量的方式。（由于热的原因发出的辐射为热辐射）

4.傅里叶定律（导热基本定律）

热流密度q=-λdx dt

（一维） 负号表示热量传递方向与温度升高方向相反 q —单位时间内通过某一给定面积的热量（矢量）。 λ金属>λ液体>λ气体 λ—导热系数表示材料的导热性能优劣的参数，即是一种热物性参数。W/（m ·k ）

5.自然对流与强制对流

自然对流—由于流体冷热各部分的密度不同而引起的。

强制对流—流体的流动是由于水泵、风机或者其他压差作用所造成的。 Q=Ah tf tw - 表面传热系数h —不仅取决于流体物性（λρCp ）以及换热表面的形状、大小与布置海域流速密切相关。

① 水的对流传热比空气强②有相变的优于无相变的③强制对流优于自然对流

6.热辐射的特点

①热辐射可以在真空中传递（即无物质存在也可以传递）

② 热辐射不仅产生能量传递，而且还伴随着能量形式的转换（热能—>辐射能

—>热能）

7.斯托芬-波尔兹曼定律

φ=AT εσ4 -σ斯托芬-波尔兹曼常量 -ε物体发射率（黑度<1）

8.导热机理

气体导热—气体分子不规则热运动

导电固体—自由电子的运动

非导电固体—晶格结构振动的传递

9.笛卡尔坐标系三维非稳态导热微分方程

φλλλτρ+∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)()()(z

t z y t y x t x t c ⇒c z t y t x t a t ρφτ+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂)(222222 令a =c

ρλ（热扩散系数） ⇒常物性，无内热源)(222222z

t y t x t a t ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂τ ⇒常物性，稳态0222222=+∂∂+∂∂+∂∂λφz

t y t x t 泊松方程 ⇒常物性，稳态，无内热源0222222=∂∂+∂∂+∂∂z

t y t x t 拉普拉斯方程

10.定解条件

对于非稳态导热问题⇒定解条件（初始条件+边界条件）

①第一类边界条件：规定了边界上的温度

②第二类边界条件：规定了边界上的热流密度

③第三类边界条件：规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数及周围流体的

温度。