热量传递的基本方式
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8
表1-1 对流换热类型 空气自然对流换热 水自然对流换热 空气强迫对流换热 水强迫对流换热 水沸腾
一些表面传热系数的数值范围 表面传热系数 h /[W /( m2K]) 1～10 100～1 000 10～100 100～15 000 2500～35 000
水蒸气凝结
5000～25 000
9
8－3 热辐射
10
电磁波的波谱：
射线： < 5×10-5 m
X射线： 5×10-7 m < < 5×10-2 m
紫外线： 4×10-3 m < 可见光： 0.38 m < 红外线： 0.76 m < 无线电波：
< 0.38 m
< 0.76 m < 103 m
11
> 103 m
辐射： 指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象 电磁理论与量子理论
解释辐射现象的两种理论 ： 电磁波的数学描述：
c
c c0 n
m/s 为真空中的光速;
c — 某介质中的光速,
c0 3.0 10
8
n 为介质的折射率。 — 波长, 常用m为单位, 1m = 10-6 m。 — 频率, 单位 s－1。
微波： 103 m < < 106
m
微波炉就是利用微波加热食物，因微波可穿透塑料、玻璃和 陶瓷制品，但会被食物中水分子吸收，产生内热源，使食品 均匀加热。 热辐射:
由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的 现象。
理论上热辐射的波长范围从零到无穷大，但在日常生活和工 业上常见的温度范围内，热辐射的波长主要在 0.1m至100m 之间,包括部分紫外线、可见光和部分红外线三个波段 。
tw1 tw 2
tw1 tw 2
A
tw1 tw 2 R
16
（3）右侧的对流换热
第二篇
传
热
学
第八章
热量传递的基本方式
热量传递有三种基本方式 热传导
(thermal conduction)
热对流 (thermal c百度文库nvection) 热辐射 (thermal radiation)
2
8－1 热传导
热传导（简称导热）: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。
12
热辐射的主要特点：
（1）所有温度大于0 K的物体都具有发射热辐射的能力，温 度愈高，发射热辐射的能力愈强。 发射热辐射时：内热能 辐射能 ；
（2）所有实际物体都具有吸收热辐射的能力， 物体吸收热辐射时：辐射能 内热能 ；
（3）热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传播； （4）物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。 高温 物体 低温 物体 热辐射是热量传递的基本 方式之一 。
tw1 tw 2 R
称为平壁的导热热阻，表示物体对导热的阻力， 单位为K/W 。
tw1
R
tw2
热阻网络
5
8－2 热对流 热对流: 由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量 传递现象。热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运 动而产生的导热。 对流换热: 流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热 对流两种基本传热方式共同作用的结果。 牛顿冷却公式:
15
通过平壁的稳态传热过程 假设： tf1、tf2、h1、h2不随时间变化；为常数。 （1）左侧的对流换热
tf1 t tw1 h1
tf 1 tw1 Ah1 tf1 tw1 1 Ah1 tf1 tw1 Rh1
（2）平壁的导热
h2 tw2
tf2
0
x
A
导热现象发生在固体内部，也可发生在静止的液体和气体 之中。 本书不讨论导热的微观机理，只讨论热量传递的宏观规律。
3
最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热 特点： 1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；
2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；
3.平壁温度不随时间改变； 4.热量只沿着垂直于壁面的方向传递。 热流量：单位时间传导的热量,W
Ah(tw t f ) q h(tw t f )
6
Ah(tw t f )
h 称为对流换热的表面传热系数（习惯称为对流换热系数），
单位为W/(m2K)。 对流换热热阻：
t w tf t w tf Ah(tw t f ) 1 Rh Ah 1 Rh 称为对流换热热阻，单位为 W/K。 Ah
13
辐射换热： 以热辐射的方式进行的热量交换。
辐射换热的主要影响因素：
（1）物体本身的温度、表面辐射特性； （2）物体的大小、几何形状及相对位置。 注意： （1）热传导、热对流和热辐射三种热量传递基本方式往往不 是单独出现的； （2）分析传热问题时首先应该弄清楚有哪些传热方式在起作 用，然后再按照每一种传热方式的规律进行计算。 （3）如果某一种传热方式与其他传热方式相比作用非常小， 往往可以忽略。
对流换热热阻网络：
tw
Rh
tf
7
表面传热系数的影响因素：
h 的大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关：
（1）流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）； （2）流体流动的形态（层流、湍流）； （3）流动的成因（自然对流或受迫对流）； （4）物体表面的形状、尺寸； （5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。
t
tw
1
tw
tw1 tw 2 A
0
2
x
: 材料的热导率(导热系数):表明材料的导热能力，W/(m·K)。
4
热流密度 q
:单位时间通过单位面积的热流量
tw1 tw 2 q A
A
R A
tw1 tw 2
t w1 t w 2
A
14
8－4 传热过程
传热过程： 指热量从固体壁面一侧的流体通过固体壁面传递到另一侧流 体的过程。 传热过程由三个相互串联的热量传递环节组成: （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； 固 低 （ 2 ）热量从一侧壁面以导热的方式传 高 体 温 温 递到另一侧壁面； 流 流 体 （3）热量从低温流体侧壁面以对流换热 体 壁 （或对流换热＋辐射换热）的方式传给 低温流体。
表1-1 对流换热类型 空气自然对流换热 水自然对流换热 空气强迫对流换热 水强迫对流换热 水沸腾
一些表面传热系数的数值范围 表面传热系数 h /[W /( m2K]) 1～10 100～1 000 10～100 100～15 000 2500～35 000
水蒸气凝结
5000～25 000
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8－3 热辐射
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电磁波的波谱：
射线： < 5×10-5 m
X射线： 5×10-7 m < < 5×10-2 m
紫外线： 4×10-3 m < 可见光： 0.38 m < 红外线： 0.76 m < 无线电波：
< 0.38 m
< 0.76 m < 103 m
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> 103 m
辐射： 指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象 电磁理论与量子理论
解释辐射现象的两种理论 ： 电磁波的数学描述：
c
c c0 n
m/s 为真空中的光速;
c — 某介质中的光速,
c0 3.0 10
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n 为介质的折射率。 — 波长, 常用m为单位, 1m = 10-6 m。 — 频率, 单位 s－1。
微波： 103 m < < 106
m
微波炉就是利用微波加热食物，因微波可穿透塑料、玻璃和 陶瓷制品，但会被食物中水分子吸收，产生内热源，使食品 均匀加热。 热辐射:
由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射辐射能的 现象。
理论上热辐射的波长范围从零到无穷大，但在日常生活和工 业上常见的温度范围内，热辐射的波长主要在 0.1m至100m 之间,包括部分紫外线、可见光和部分红外线三个波段 。
tw1 tw 2
tw1 tw 2
A
tw1 tw 2 R
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（3）右侧的对流换热
第二篇
传
热
学
第八章
热量传递的基本方式
热量传递有三种基本方式 热传导
(thermal conduction)
热对流 (thermal c百度文库nvection) 热辐射 (thermal radiation)
2
8－1 热传导
热传导（简称导热）: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。
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热辐射的主要特点：
（1）所有温度大于0 K的物体都具有发射热辐射的能力，温 度愈高，发射热辐射的能力愈强。 发射热辐射时：内热能 辐射能 ；
（2）所有实际物体都具有吸收热辐射的能力， 物体吸收热辐射时：辐射能 内热能 ；
（3）热辐射不依靠中间媒介，可以在真空中传播； （4）物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。 高温 物体 低温 物体 热辐射是热量传递的基本 方式之一 。
tw1 tw 2 R
称为平壁的导热热阻，表示物体对导热的阻力， 单位为K/W 。
tw1
R
tw2
热阻网络
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8－2 热对流 热对流: 由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量 传递现象。热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运 动而产生的导热。 对流换热: 流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热 对流两种基本传热方式共同作用的结果。 牛顿冷却公式:
15
通过平壁的稳态传热过程 假设： tf1、tf2、h1、h2不随时间变化；为常数。 （1）左侧的对流换热
tf1 t tw1 h1
tf 1 tw1 Ah1 tf1 tw1 1 Ah1 tf1 tw1 Rh1
（2）平壁的导热
h2 tw2
tf2
0
x
A
导热现象发生在固体内部，也可发生在静止的液体和气体 之中。 本书不讨论导热的微观机理，只讨论热量传递的宏观规律。
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最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热 特点： 1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；
2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；
3.平壁温度不随时间改变； 4.热量只沿着垂直于壁面的方向传递。 热流量：单位时间传导的热量,W
Ah(tw t f ) q h(tw t f )
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Ah(tw t f )
h 称为对流换热的表面传热系数（习惯称为对流换热系数），
单位为W/(m2K)。 对流换热热阻：
t w tf t w tf Ah(tw t f ) 1 Rh Ah 1 Rh 称为对流换热热阻，单位为 W/K。 Ah
13
辐射换热： 以热辐射的方式进行的热量交换。
辐射换热的主要影响因素：
（1）物体本身的温度、表面辐射特性； （2）物体的大小、几何形状及相对位置。 注意： （1）热传导、热对流和热辐射三种热量传递基本方式往往不 是单独出现的； （2）分析传热问题时首先应该弄清楚有哪些传热方式在起作 用，然后再按照每一种传热方式的规律进行计算。 （3）如果某一种传热方式与其他传热方式相比作用非常小， 往往可以忽略。
对流换热热阻网络：
tw
Rh
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表面传热系数的影响因素：
h 的大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关：
（1）流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）； （2）流体流动的形态（层流、湍流）； （3）流动的成因（自然对流或受迫对流）； （4）物体表面的形状、尺寸； （5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。
t
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1
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tw1 tw 2 A
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x
: 材料的热导率(导热系数):表明材料的导热能力，W/(m·K)。
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热流密度 q
:单位时间通过单位面积的热流量
tw1 tw 2 q A
A
R A
tw1 tw 2
t w1 t w 2
A
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8－4 传热过程
传热过程： 指热量从固体壁面一侧的流体通过固体壁面传递到另一侧流 体的过程。 传热过程由三个相互串联的热量传递环节组成: （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； 固 低 （ 2 ）热量从一侧壁面以导热的方式传 高 体 温 温 递到另一侧壁面； 流 流 体 （3）热量从低温流体侧壁面以对流换热 体 壁 （或对流换热＋辐射换热）的方式传给 低温流体。