《传热学》第1章_绪论分析
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第1章 绪论
1.1.2 传热学在科学技术各领域中的应用
传热问题的种类: 强化传热：在一定的条件下(温差、体积、重量、泵能等)增加所
传递的能量。
削弱传热：在一定的温差下使热量的传递减到最小。 温度控制：对热量传递过程中物体关键部位的温度进行控制。 传热学基本技能: 了解概念：了解传热学课程中的基本概念，并且能够利用这些概
(heat convection)；
(thermal radiation)。
对三种传热方式分别进行学 习，然后结合三种基本传热 方式解释复杂热现象。
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第1章 绪论
1.2.1 热传导(Heat Conduction) 定义：物体各部分之间不发生相对位移时，
依靠分子原子及自由电子等微观粒子的热 运动而产生的热能传递。
如果是一维稳态导热，那么热流密度在任意界面上都是相等的， 因此，热流密度可以表示为
q dx
0
tw 2
t w1
dt dx dx
q
t w 2 t w1
t w1 t w 2
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第1章 绪论
例 题 1-1
一块厚度δ=50 mm 的平板，两侧表面分别维持在 tw1 300o C, tw2 100o C. 试求下列条件下的热流密度。 t
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《传热学》课程导入
3
《传热学》课程导入
4
《传热学》课程导入
• 课程教材：
• 《传热学》(第四版) 杨世铭、陶文铨 高等教育出版社
• 参考书籍：
• 《传热学》(第2版) 戴锅生 高等教育出版社 • 《数值传热学》(第2版) 陶文铨 西安交通大学出版社 • 《Heat Transfer》(第9版) J.P.Holman 机械工业出版社
dt W Φ A dx
tw2
0
单位时间内通过该层的导热热量与当地 的温度变化率及平板面积成正比，称为 Fourier定律(速率方程)。其中：
x
图1-2 一维稳态平板内导热
负号表示热量由高温处到低温处传递;:热流量,单位时间传递的 热量[W]; A:垂直于导热方向的截面积[m2];:导热系数(热导率) [W/(m·K)]。
• 考核办法：
• 平时成绩: 30% (包括：出勤15、作业15) • 期末考试: 70% (闭卷)
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第1章 绪论
1.1 传热学的研究内容及其在科学技术和工程中的应用
1.1.1 什么是传热学 定义：研究由温差引起的热能传递规律的科学。 解释：
温差是传热学研究的推动力，热力学第二定律：“凡是有温 差存在的地方，就有热能自发地从高温物体向低温物体传递”。 热能传递规律是指单位时间内所传递的热量与物体中相应的 温度差之间的关系。 科学是指能够利用准确的数学表达式明确地描述热能传递规 律，并能利用这些知识测试、控制和优化热量传递过程。
念解释复杂的传热现象。
掌握方法：掌握传热学问题的分析方法，比如实验关联法、比拟
法等，同时掌握解决一般工程问题的解决思路。
学会解题：传热学是典型的工程问题，要会根据掌握的数学知识
解决实际工程ห้องสมุดไป่ตู้题。
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第1章 绪论
1.2 热能传递的三种基本方式
热传导
(heat conduction)；
热对流
热辐射
范围：
空间：宏观传热学，假定传热学研究对象的介质是连续的； 时间：不考虑极高速时的传热现象(激光等)。
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第1章 绪论
1.1.2 传热学与工程热力学得关系
热力学
系统从一个热平衡 态到另一个热平衡 态的过程中传递热 量的多少。tm，Φ
+
传热学
=
热科学(Thermal Science)
铁块 M1 300oC
12
第1章 绪论
导热系数
表征材料导热性能优劣的参数，是一种物性参数，与材料 种类和温度有关。
金属 液体 气体
一维稳态导热公式：
《泰坦尼克号》
单位时间通过单位面积传递的热量称为热流密度，用字母q表 示，它与热流量 之间的关系表示为：
q Φ dt W 2 A dx m
关心的是热量传递 的过程，即热量传 递的速率。 t ( x, y, z, ),Φ f ( )
区别: 热力学是必须处于平衡状态系统，没有
水，M2 20oC
温差和压力差，而传热学的关键是有温差。 传热学与热力学的关系
联系：传热学以热力学第一定律和第二定律为基础，即在能量转换和
传递过程中各种形式能源的总量保持不变； 始终从高温热源 向低温热源自发地传递。
(1) 材料为铜，λ=375 w/(mK ); (2) 材料为钢，λ=36.4 w/(mK ); (3) 材料为铬砖，λ=2.32 w/(mK )； (4) 材料为硅藻土砖， λ=0.242 w/(mK )。
TK124/D482
•TK124/T708-2
5
《传热学》课程导入
• 学习网站：
• 西安交通大学CFD-NHT-EHT研究中心 http://nht.xjtu.edu.cn/nht/course/crx/para/intro.htm • 南京航空航天大学传热学精品课程 http://gc.nuaa.edu.cn/heat/other/1.html • 上海理工大学传热学精品课程 • http://jwc.usst.edu.cn/jpkc/heat_transfer/index.htm • 集美大学传热学精品课程 • http://jpkc.jmu.edu.cn/skyclass/C171/Asp/Root/Index.asp
特点: (1) 必须要有温差; (2) 物体内部或者物体直接接触;
(3) 依靠微观粒子热运动传热; (4) 只讨论热传导宏观规律， 忽略微观机理。
介质: 可以在固体、气体、液体中发生。
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第1章 绪论
导热的基本定律：
1822年，法国数学家Fourier提出:
t
如果平板两个表面均维持均匀温度，壁内 tw1 温度只沿垂直于壁面的方向变化,那么:
传 热 学
(Heat Transfer)
主讲：冀杰
西南大学工程技术学院
E-mail：jayjicn@gmail.com
1
《传热学》课程导入 • 课程性质：
专业 基础 课
• 传热学在车辆工程中的应用：
发动机热利用及散热系统设计、车内温度调节系统 设计、制动系统的热失效等、排气系统热分析。
• 要求：
上课时间必须保持纪律； 学而时“习”之，不亦说乎； 有教无类。
第1章 绪论
1.1.2 传热学在科学技术各领域中的应用
传热问题的种类: 强化传热：在一定的条件下(温差、体积、重量、泵能等)增加所
传递的能量。
削弱传热：在一定的温差下使热量的传递减到最小。 温度控制：对热量传递过程中物体关键部位的温度进行控制。 传热学基本技能: 了解概念：了解传热学课程中的基本概念，并且能够利用这些概
(heat convection)；
(thermal radiation)。
对三种传热方式分别进行学 习，然后结合三种基本传热 方式解释复杂热现象。
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第1章 绪论
1.2.1 热传导(Heat Conduction) 定义：物体各部分之间不发生相对位移时，
依靠分子原子及自由电子等微观粒子的热 运动而产生的热能传递。
如果是一维稳态导热，那么热流密度在任意界面上都是相等的， 因此，热流密度可以表示为
q dx
0
tw 2
t w1
dt dx dx
q
t w 2 t w1
t w1 t w 2
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第1章 绪论
例 题 1-1
一块厚度δ=50 mm 的平板，两侧表面分别维持在 tw1 300o C, tw2 100o C. 试求下列条件下的热流密度。 t
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《传热学》课程导入
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《传热学》课程导入
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《传热学》课程导入
• 课程教材：
• 《传热学》(第四版) 杨世铭、陶文铨 高等教育出版社
• 参考书籍：
• 《传热学》(第2版) 戴锅生 高等教育出版社 • 《数值传热学》(第2版) 陶文铨 西安交通大学出版社 • 《Heat Transfer》(第9版) J.P.Holman 机械工业出版社
dt W Φ A dx
tw2
0
单位时间内通过该层的导热热量与当地 的温度变化率及平板面积成正比，称为 Fourier定律(速率方程)。其中：
x
图1-2 一维稳态平板内导热
负号表示热量由高温处到低温处传递;:热流量,单位时间传递的 热量[W]; A:垂直于导热方向的截面积[m2];:导热系数(热导率) [W/(m·K)]。
• 考核办法：
• 平时成绩: 30% (包括：出勤15、作业15) • 期末考试: 70% (闭卷)
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第1章 绪论
1.1 传热学的研究内容及其在科学技术和工程中的应用
1.1.1 什么是传热学 定义：研究由温差引起的热能传递规律的科学。 解释：
温差是传热学研究的推动力，热力学第二定律：“凡是有温 差存在的地方，就有热能自发地从高温物体向低温物体传递”。 热能传递规律是指单位时间内所传递的热量与物体中相应的 温度差之间的关系。 科学是指能够利用准确的数学表达式明确地描述热能传递规 律，并能利用这些知识测试、控制和优化热量传递过程。
念解释复杂的传热现象。
掌握方法：掌握传热学问题的分析方法，比如实验关联法、比拟
法等，同时掌握解决一般工程问题的解决思路。
学会解题：传热学是典型的工程问题，要会根据掌握的数学知识
解决实际工程ห้องสมุดไป่ตู้题。
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第1章 绪论
1.2 热能传递的三种基本方式
热传导
(heat conduction)；
热对流
热辐射
范围：
空间：宏观传热学，假定传热学研究对象的介质是连续的； 时间：不考虑极高速时的传热现象(激光等)。
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第1章 绪论
1.1.2 传热学与工程热力学得关系
热力学
系统从一个热平衡 态到另一个热平衡 态的过程中传递热 量的多少。tm，Φ
+
传热学
=
热科学(Thermal Science)
铁块 M1 300oC
12
第1章 绪论
导热系数
表征材料导热性能优劣的参数，是一种物性参数，与材料 种类和温度有关。
金属 液体 气体
一维稳态导热公式：
《泰坦尼克号》
单位时间通过单位面积传递的热量称为热流密度，用字母q表 示，它与热流量 之间的关系表示为：
q Φ dt W 2 A dx m
关心的是热量传递 的过程，即热量传 递的速率。 t ( x, y, z, ),Φ f ( )
区别: 热力学是必须处于平衡状态系统，没有
水，M2 20oC
温差和压力差，而传热学的关键是有温差。 传热学与热力学的关系
联系：传热学以热力学第一定律和第二定律为基础，即在能量转换和
传递过程中各种形式能源的总量保持不变； 始终从高温热源 向低温热源自发地传递。
(1) 材料为铜，λ=375 w/(mK ); (2) 材料为钢，λ=36.4 w/(mK ); (3) 材料为铬砖，λ=2.32 w/(mK )； (4) 材料为硅藻土砖， λ=0.242 w/(mK )。
TK124/D482
•TK124/T708-2
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《传热学》课程导入
• 学习网站：
• 西安交通大学CFD-NHT-EHT研究中心 http://nht.xjtu.edu.cn/nht/course/crx/para/intro.htm • 南京航空航天大学传热学精品课程 http://gc.nuaa.edu.cn/heat/other/1.html • 上海理工大学传热学精品课程 • http://jwc.usst.edu.cn/jpkc/heat_transfer/index.htm • 集美大学传热学精品课程 • http://jpkc.jmu.edu.cn/skyclass/C171/Asp/Root/Index.asp
特点: (1) 必须要有温差; (2) 物体内部或者物体直接接触;
(3) 依靠微观粒子热运动传热; (4) 只讨论热传导宏观规律， 忽略微观机理。
介质: 可以在固体、气体、液体中发生。
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第1章 绪论
导热的基本定律：
1822年，法国数学家Fourier提出:
t
如果平板两个表面均维持均匀温度，壁内 tw1 温度只沿垂直于壁面的方向变化,那么:
传 热 学
(Heat Transfer)
主讲：冀杰
西南大学工程技术学院
E-mail：jayjicn@gmail.com
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《传热学》课程导入 • 课程性质：
专业 基础 课
• 传热学在车辆工程中的应用：
发动机热利用及散热系统设计、车内温度调节系统 设计、制动系统的热失效等、排气系统热分析。
• 要求：
上课时间必须保持纪律； 学而时“习”之，不亦说乎； 有教无类。