中南大学复习课_工程传热学..

43.2W / (m K) 5 a 1.18 10 c p 7790kg / m3 470J / (kg K)
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傅里叶数为
Fo a

2

1.18 10 5 m 2 /s 40 60s
0.1m
2
2.83
毕渥数为
300W/(m 2 K) 0.1m Bi 0.463 43.2W/(m K)
小 )： 定义：等温面法线方向的温度变化率 傅立叶定律及导热系数
固体 液体 气体
合金 纯金属
金属 非金属
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冬天，棉被经过晒后
拍打，问什么会觉得暖和？
答：棉被晒后，水分蒸发，经拍打，大量
空气进入棉絮空间，自然对流不易展开， 由于空气导热系数低，故起到很好的保温 作用。
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第二章 稳态导热
§2-1基本概念 温度场(temperature field) ： 用文字描述 t f ( x, y, z, ) 温度不随时间变化的温度场，其中的导 热称为稳态导热： t

等温面与等温线
0
定义 特征：

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温度梯度(temperature gradient,方向和大
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温度对导热系数的影响 一般地说, 所有物质的导热系数都是温 度的函数,不同物质的热导率随温度的 变化规律不同。 在工业和日常生活中常见的温度范围 内, 绝大多数材料的导热系数可以近 似地认为随温度线性变化, 表示为：
0 (1 bT)
λ变化时温度分布曲线
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W
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例：由三层材料组成的加热炉炉墙。第一层为耐火砖。 第二层为硅藻土绝热层，第三层为红砖，各层的厚度 及导热系数分别为1＝240mm，1=1.04W/(m℃)， 2＝50mm, 2=0.15W/(m℃)，3＝115mm, 3=0.63W/(m℃)。炉墙内侧耐火砖的表面温度为 1000℃。炉墙外侧红砖的表面温度为60℃。试计算硅 藻土层的平均温度及通过炉墙的导热热流密度。 解：
t
2
1/h~/
傅里叶数、毕渥数的表达式和物理意义
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§3-2 集总参数法 集总参数系统定义、特征 能量守恒温度分布
e 0

hA Vc
e
Biv Fov
时间常数定义、表达式、影响因素 集总参数系统的判定
BiV 0.1M
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q
t1 t 4
t1
1259 W /m
2Hale Waihona Puke Baidu
t2
t3
q
t4
硅藻土层的平均温 度为 t 2 t3 499℃ 2
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t1
r1
t2 r2
t3
r3
t4
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第三章 非稳态导热
§3-1非稳态导热过程 非稳态导热：周期性和非周期性 两个阶段：非正规状况阶段（初始状况阶 段）、正规状况阶段
工程传热学复习课
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第一章 绪论
热传导 (heat

conduction)：
定义？ 付立叶定律 导热系数λ的定义、物理意义及单位？ 平壁的导热热阻，表示物体对导热的阻 力，单位为K/W (heat convection)
R A
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热对流
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§3-3
一维非稳态导热的分析解 求解思路：建立导热微分方程式， 引进过 余温度将非齐次方程组化为齐次方程，采 用分离变量法求解温度表达式。 诺模图（海斯勒图） 利用线算图可求解温度及热量，注意只 适用于Fo ≥ 0.2的情况。
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例 一块厚200mm的大钢板，钢材的密度为 ρ=7790kg/m3，比热容cp=170J/(kg· K)，导热系数 为43.2W/(m· K)，钢板的初始温度为20℃，放入 1000℃的加热炉中加热，表面传热系数为 h=300W/(m2· K)。试求加热40分钟时钢板的中心 温度。 解： 根据题意，δ=100mm = 0.1m。钢材的热扩散率为
热对流与对流换热的定义及区别。 牛顿冷却公式： 表面传热系数h的定义、物理意义及单位？ 影响h的因素 热辐射（heat radiation） 热辐射定义 斯蒂芬-玻尔兹曼定律

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传热过程与传热系数
传热过程定义 传热系数定义 传热过程计算

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t1 t1 t1 t1
t0 A B C D
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t0 A B C D A B C D
t0 A B C D
t0
(a) = 1
(b) = 2
(c) = 3
(d) = 4
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边界条件对温度分布的影响
t0 t0 t0
t 2 1/h<</
t 2 /<<1/h
导热微分方程
建立基础 表达式： 直角坐标系下导热微分方程 圆柱坐标系下一维导热微分方程 球坐标系下一维导热微分方程 各项含义 热扩散率定义、出处、物理意义，与导 热系数区别

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导热过程的单值性条件 导热问题的求解方法:(1)分析解法;(2)数
值解法;(3)实验方法。
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§2-2一维稳态导热

1 通过平壁的导热
t2 t1 t q t ( A )
t1
λ =λ 0(1+bt)
b<0
t2 0 δ
b>0
x
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2 通过圆筒壁的导热
t w1 t w 2 t w1 t w 2 Φ 2 rlq ln( r2 r1 ) R 2 l
已知 1＝0.24m, 1=1.04W/(m℃)
2＝0.05m, 2=0.15W/(m℃)
3＝0.115m, 3=0.63W/(m℃) t1=1000℃ t4=60℃
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1 2 3 1 2 3 t 2 t1 q 1 700℃ 1 2 t3 t 2 q 289℃ 2