传热学绪论2018课件
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大学传热学第一章 绪论
传热过程中的温度分布
• 稳态传热过程——热量传递过程中温度不随时间变化的传 热过程。
• 非稳态传热过程——热量传递过程中温度随时间变化的传 热过程。
• 一维传热过程——传热过程中热量只在一个方向进行。 • 多维传热过程——热量在多个方向传递的过程。
第一节 热量传递的三种基本方式
• 导热 • 热对流（对流） • 热辐射（热辐射）
传热学
第一章 绪论
• 传热学是研究热量传递规律的科学。 • 有温差的地方就会有传热。 • 热量传递具有方向性——从高温到低温。 • 热量传递的基本方式有三种——导热、热对流和辐射。
传热学的应用的实例
• 食品加工 • 航天飞行器表面的冷却 • 稠油开采 • 电子器件的冷却 • 生物工程 • 能源动力 • 交通运输
• 实例：两个非接触物体之间的热量传递；火焰的 热量传递；太阳辐射等等。
• 计算：斯忒藩－玻耳兹曼定律。
斯忒藩－玻耳兹曼定律
AT 4
Ac 0
T 100
4
5.67108W /m2 K 4
第二节 传热过程和传热系数
• 定义：热量由壁面一侧的流体通过壁面传给另一侧流体的 过程称为传热过程。
• 模拟法：利用同类现象可比拟的特点，用已知现 象的规律模拟所要研究的现象。
• 实验法：通过试验的方法来获得所要研究问题解 的方法。
第三节 传热学发展简史
• 本节内容请同学自学。
• 实例：由墙壁隔开的室内外空气间的传热。 • 计算：传热方程
传热方程
kAt t
f1
1
At t
1/ h / 1/ h
f1
f2
1
2
传热学的研究方法
• 解析法：首先建立所研究问题的数学描写，然后 应用解析数学的方法，求解该问题。
传热学第一章 绪论
是无做功过程。 （4）热力学研究热量在一段时间内总的交换量（J），而传热
学着重于单位时间的换热量（W）。
二、传热学课的重要性
a 日常生活中：
冰箱和电视机放置 暖气片的设计 保温温度的选择
b 石油工业中: 输油管道（埋深、保温） 稠油开采（注蒸汽）
三、两种热传递过程
稳态过程：温度不随时间变化
Q1 A1 bT14 ,
Q2 A2 bT24
Q1,2 A1 bT14 A2 bT24 A b (T14 T24 )
第三节 热阻的概念
公式Q A tw1 tw2 A t 及
公式Q c A（tw t f）
可改写成公式Q t t 及 （A） R
（3）辐射力的计算公式（四次方定律）
Eb bT 4 b — 斯蒂芬 波尔兹曼常数，5.6710-8 W m2 K 4
T — 黑体的绝对温度, K
对于非黑体，E bT 4 — 黑度（发射率）
以上讲的是热辐射，而不是辐射换热。
（4）辐射换热
tw1
tf
tw2
透明气体
考虑两个无限大平板的 辐射换热（黑体）
微观粒子的热运动而产生的热量传递。
（2）特征：
a. 物体间无相对位移；
t1
b.物体间必须相互接触； b.没有能量形式的转化。
Q
t2
（3）导热量的计算
δ
x
如上图所示的大平壁，若其两侧壁面各点温度保持不变，
分别保持为tw1及tw2，且，则热量将从tw1一侧传向tw2一侧。此 时通过大平壁的热流量Q可表示为：W
（1）热对流：
流体的各部分之间由于相对宏观位移而引起的热量传递。
学着重于单位时间的换热量（W）。
二、传热学课的重要性
a 日常生活中：
冰箱和电视机放置 暖气片的设计 保温温度的选择
b 石油工业中: 输油管道（埋深、保温） 稠油开采（注蒸汽）
三、两种热传递过程
稳态过程：温度不随时间变化
Q1 A1 bT14 ,
Q2 A2 bT24
Q1,2 A1 bT14 A2 bT24 A b (T14 T24 )
第三节 热阻的概念
公式Q A tw1 tw2 A t 及
公式Q c A（tw t f）
可改写成公式Q t t 及 （A） R
（3）辐射力的计算公式（四次方定律）
Eb bT 4 b — 斯蒂芬 波尔兹曼常数，5.6710-8 W m2 K 4
T — 黑体的绝对温度, K
对于非黑体，E bT 4 — 黑度（发射率）
以上讲的是热辐射，而不是辐射换热。
（4）辐射换热
tw1
tf
tw2
透明气体
考虑两个无限大平板的 辐射换热（黑体）
微观粒子的热运动而产生的热量传递。
（2）特征：
a. 物体间无相对位移；
t1
b.物体间必须相互接触； b.没有能量形式的转化。
Q
t2
（3）导热量的计算
δ
x
如上图所示的大平壁，若其两侧壁面各点温度保持不变，
分别保持为tw1及tw2，且，则热量将从tw1一侧传向tw2一侧。此 时通过大平壁的热流量Q可表示为：W
（1）热对流：
流体的各部分之间由于相对宏观位移而引起的热量传递。
1传热学第一章课件
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
辐射换热：物体间靠热 辐射进行的 热量传递
2.辐射换热的特点
➢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 物体热 力学能 电 磁波能 物体热力学能
热 力学： tm , Q
传热学：过程的速率
水，M2
20oC
t = f ( x , y , z , ); Q = f ( )
传热学研究内容 热量传递的机理和速率、温度 场的变化
传热学的工程应用
1、 强化传热：即在一定的 条件下， 增加 所传递 的热量。 如热水的 搅拌冷 却
2 、 削弱传热，也称 热绝缘 ：即在一 定的温差 下，使 热量的传递 减到最小。如热 水瓶
教材
《传热学》，戴锅生著，第二版
学时
总学时：24，讲课：22，实验：2
参考资料：《传热学》，杨世铭、陶文铨编著，第四版 《传热学重点难点及典型题精解》，王秋旺，西安交大出版社
辅导
周四 4:00-5:00pm，一校区教4楼 热能教研室
第一章 绪论
§1-1 传热学概述 §1-2 热量传递的基本方式 §1-3 传热过程与热阻
燃煤电厂的基本流程
锅 炉 工 作 原 理
三、传热学与工程热力学的关系
相同点： 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础
热力学第一定律
热量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。
热力学第二定律
热量能自发的从高温物体传递到低温物体
不同点 a. 工程热力学：热能与机械能及其他形式能量之间 相互转换的规律。不考虑热量传递过程的时间。
辐射换热：物体间靠热 辐射进行的 热量传递
2.辐射换热的特点
➢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 物体热 力学能 电 磁波能 物体热力学能
热 力学： tm , Q
传热学：过程的速率
水，M2
20oC
t = f ( x , y , z , ); Q = f ( )
传热学研究内容 热量传递的机理和速率、温度 场的变化
传热学的工程应用
1、 强化传热：即在一定的 条件下， 增加 所传递 的热量。 如热水的 搅拌冷 却
2 、 削弱传热，也称 热绝缘 ：即在一 定的温差 下，使 热量的传递 减到最小。如热 水瓶
教材
《传热学》，戴锅生著，第二版
学时
总学时：24，讲课：22，实验：2
参考资料：《传热学》，杨世铭、陶文铨编著，第四版 《传热学重点难点及典型题精解》，王秋旺，西安交大出版社
辅导
周四 4:00-5:00pm，一校区教4楼 热能教研室
第一章 绪论
§1-1 传热学概述 §1-2 热量传递的基本方式 §1-3 传热过程与热阻
燃煤电厂的基本流程
锅 炉 工 作 原 理
三、传热学与工程热力学的关系
相同点： 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础
热力学第一定律
热量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。
热力学第二定律
热量能自发的从高温物体传递到低温物体
不同点 a. 工程热力学：热能与机械能及其他形式能量之间 相互转换的规律。不考虑热量传递过程的时间。
(精品)传热学绪论课件
a. 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 b. 必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也
必须有温差 c. 壁面处会形成速度梯度很大的边界层
★ 对流传热实例：
管内流动传热
管外流动传热
§1.2 热量传递的三种基本方式
(3)对流传热的基本计算公式：牛顿冷却定律
— 热流量[W]，单位时间传递的热量
Convection heat transfer coefficient
传热学 Heat transfer
传热学 Heat transfer
传热学 Heat transfer
第一章热量传递的基本理论
❖1.1 传热学的研究对象及其应用 ❖1.2 三种基本的传热方式及基本定律 ❖1.3 传热过程和传热系数 ❖1.4 传热学发展史
§1.1 传热学的研究内容及应用 1.传热学的研究内容
(4) 辐射传热：物体间靠热辐射进行的热量传递，它与单纯的热辐射不同，
就像对流和对流传热一样。
(5) 辐射传热的特点： a.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 b.在辐射传热过程中伴随着能量形式的转换
物体热力学能 电磁波能 物体热力学能 c.无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、相
以热机起动为例：平壁初始温度为t0；左侧表面温度突升为 t1并保持不变，右侧表面仍与温度为t0的空气接触。接下来
平板将经历一个非稳态传热过程。
4
t1
3
2
1
t0
0
§1.1 传热学的研究内容及应用
4.传热学与工程热力学的关系
(1) 热力学 +
系统从一个平衡态到 另一个平衡态的过程 中传递热量的多少。
必须有温差 c. 壁面处会形成速度梯度很大的边界层
★ 对流传热实例：
管内流动传热
管外流动传热
§1.2 热量传递的三种基本方式
(3)对流传热的基本计算公式：牛顿冷却定律
— 热流量[W]，单位时间传递的热量
Convection heat transfer coefficient
传热学 Heat transfer
传热学 Heat transfer
传热学 Heat transfer
第一章热量传递的基本理论
❖1.1 传热学的研究对象及其应用 ❖1.2 三种基本的传热方式及基本定律 ❖1.3 传热过程和传热系数 ❖1.4 传热学发展史
§1.1 传热学的研究内容及应用 1.传热学的研究内容
(4) 辐射传热：物体间靠热辐射进行的热量传递，它与单纯的热辐射不同，
就像对流和对流传热一样。
(5) 辐射传热的特点： a.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 b.在辐射传热过程中伴随着能量形式的转换
物体热力学能 电磁波能 物体热力学能 c.无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、相
以热机起动为例：平壁初始温度为t0；左侧表面温度突升为 t1并保持不变，右侧表面仍与温度为t0的空气接触。接下来
平板将经历一个非稳态传热过程。
4
t1
3
2
1
t0
0
§1.1 传热学的研究内容及应用
4.传热学与工程热力学的关系
(1) 热力学 +
系统从一个平衡态到 另一个平衡态的过程 中传递热量的多少。
传热学PPT课件-绪论-动力工程
传热学
Heat transfer
第一章 绪论
Introduction
本讲要点
传热学学科的内涵 传热研究在航空发动机技术进步中的意义 传热学与工程热力学的关系 - 能量守恒原理应用 辨析热量/热流量/热流密度等概念 热量传递的三种基本方式 理解对流/对流换热、辐射/辐射换热概念的差异
掌握传热过程的概念 初步了解热阻分析的应用思路
hr
F (T14 T24 )
T1 T2
例题1-3
一块辐射率为0.8的钢板，面积为1m2，表面温度 为30℃，试确定单位时间内钢板所发出的辐射能。
讨论: 本例题计算的是钢板对外辐射出去的能量， 并不是辐射换热量。试想如果钢板所处的环境温 度也是30℃，那么钢板与环境之间的辐射换热量 是多少呢?
1-3 传热过程简介
在实验和分析的基础上，采用宏观和微细观相结 合的方法，发展出能够正确反映物理现象规律的数 理模型
采用数值模拟手段进行热现象的数值模拟研究， 进一步揭示物理现象本质
传热学发展简史
18世纪30年代首先从英国开始的工业革命促进了生 产力的空前发展。生产力的发展为自然科学的发展 成长开辟了广阔的道路 传热学这门学科就是在这种大背景下发展成长起来 的，理论体系不断完善 发展-创新 三种传热方式基本理论的确立经历了各自独特的历 程 挑战-突破
传热是一个过程，而非平衡态； —— 这与热力学有区别
Tw2 5、导热热阻：与直流电路的欧姆 定律 I=U/R 相似
Φ
Tw1
Tw2
Φ
A T
T
A
W
例题1-1
为了测量某材料的导热系数，用该材料制成一块 厚5mm的平板试件，平板的长和宽远大于厚度，在 平板的一侧采用电热膜加热，并保证所有的加热热 量均通过该侧传至平板的另一侧。在稳定状态下， 测得平板两侧表面的温度差为40℃，单位面积的热 流量为9500 W/m2，试确定该材料的导热系数。
Heat transfer
第一章 绪论
Introduction
本讲要点
传热学学科的内涵 传热研究在航空发动机技术进步中的意义 传热学与工程热力学的关系 - 能量守恒原理应用 辨析热量/热流量/热流密度等概念 热量传递的三种基本方式 理解对流/对流换热、辐射/辐射换热概念的差异
掌握传热过程的概念 初步了解热阻分析的应用思路
hr
F (T14 T24 )
T1 T2
例题1-3
一块辐射率为0.8的钢板，面积为1m2，表面温度 为30℃，试确定单位时间内钢板所发出的辐射能。
讨论: 本例题计算的是钢板对外辐射出去的能量， 并不是辐射换热量。试想如果钢板所处的环境温 度也是30℃，那么钢板与环境之间的辐射换热量 是多少呢?
1-3 传热过程简介
在实验和分析的基础上，采用宏观和微细观相结 合的方法，发展出能够正确反映物理现象规律的数 理模型
采用数值模拟手段进行热现象的数值模拟研究， 进一步揭示物理现象本质
传热学发展简史
18世纪30年代首先从英国开始的工业革命促进了生 产力的空前发展。生产力的发展为自然科学的发展 成长开辟了广阔的道路 传热学这门学科就是在这种大背景下发展成长起来 的，理论体系不断完善 发展-创新 三种传热方式基本理论的确立经历了各自独特的历 程 挑战-突破
传热是一个过程，而非平衡态； —— 这与热力学有区别
Tw2 5、导热热阻：与直流电路的欧姆 定律 I=U/R 相似
Φ
Tw1
Tw2
Φ
A T
T
A
W
例题1-1
为了测量某材料的导热系数，用该材料制成一块 厚5mm的平板试件，平板的长和宽远大于厚度，在 平板的一侧采用电热膜加热，并保证所有的加热热 量均通过该侧传至平板的另一侧。在稳定状态下， 测得平板两侧表面的温度差为40℃，单位面积的热 流量为9500 W/m2，试确定该材料的导热系数。
《传热学》电子课件
第1章绪论§1.1 传热学的研究内容及其应用四、传热学在科学技术各个领域中的应用3.3.温度控制温度控制温度控制：：为使一些设备能安全经济地运行为使一些设备能安全经济地运行，，或者为得到优质产品为得到优质产品，，要对热量传递过程中物体关键部位的温度进行控制部位的温度进行控制。
例如例如：：电子器件的冷却航天器重返大气层时的热防护原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量：定律有：绪论第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流（（热对流热对流））(Convection )4. 对流对流换热的特点换热的特点第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流（（热对流热对流））(Convection )5. 对流对流换热量的计算换热量的计算换热量的计算－－－－－－牛顿冷却定律牛顿冷却定律() w f ΦhA t t =− () w f q ΦA h t t ==−h —表面传热系数表面传热系数[[W/(m 2K)]Φ—热流量热流量[[W ]，单位时间传递的热量q —热流密度热流密度[[W/m 2]A—与流体接触的壁面面积与流体接触的壁面面积[[m 2 ]w t —固体壁表面温度固体壁表面温度[[o C ]f t —流体温度流体温度[[o C ]()f w ΦhA t t =− ()f w q ΦA h t t ==−流体受冷流体受热第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流（（热对流热对流））(Convection )6. 表面传热系数表面传热系数（（h ）是过程量是过程量，，与具体的换热过程有关与具体的换热过程有关，，受许多因素影响第1章绪论§1.2 热能传递的三种基本方式二、对流对流（（热对流热对流））(Convection )7. 对流热阻=1h t t ΦR hA ∆∆= =1h t t q r h∆∆=wt ft ΦhR 有限面积对流热阻1h R hA=单位面积对流热阻1h r h=第。
传热学绪论ppt课件
度升高的方向相反。
精选ppt课件
20
精选ppt课件
21
• 2 ）热流量
• 单位时间内通过某一给定面积的热量称为
热流量，记为 ，单位 w。
• 3 ）热流密度（面积热流量）
• 单位时间内通过单位面积的热量称为热流 密度，记为 q ，单位 w/ ㎡。
• 当物体的温度仅在 x 方向放生变化时， 按傅立叶定律，热流密度的表达式为:
精选ppt课件
37
2 、热辐射的基本规律：
• 所谓绝对黑体：把吸收率等于 1 的物体
称黑体，是一种假想的理想物体。
• 黑体的吸收和辐射能力在同温度的物体中
是最大的而且辐射热量服从于斯忒藩—— 玻耳兹曼定律。
• 黑体在单位时间内发出的辐射热量服从于 斯忒藩——玻耳兹曼定律，即
精选ppt课件
38
AT4 （1-7）
而不是辐射换热量；
——物体的发射率（黑度），其
值总小于1，它与物体的种类及表面状态有
关。
精选ppt课件
40
要计算辐射换热量，必须考虑投到物体上 的辐射热量的吸收过程，即收支平衡量，详 见第八章。
物体包容在一个很大的表面温度为的 空腔内，物体与空腔表面间的辐射换热量
1A 1 (T 1 4T 2 4) （ 1-9 ）
液体在热表面上沸腾及蒸汽在冷表面上凝结 的对流换热，称为沸腾换热及凝结换热（相变对 流沸腾）。
精选ppt课件
28
3 、对流换热的基本规律 < 牛顿冷却公式 >
流体被加热时：
qh(twtf )
（1-3）
流体被冷却时：
qh(tf tw)
（1-4）
式中， t w 及 t f 分别为壁面温度和流体
精选ppt课件
20
精选ppt课件
21
• 2 ）热流量
• 单位时间内通过某一给定面积的热量称为
热流量，记为 ，单位 w。
• 3 ）热流密度（面积热流量）
• 单位时间内通过单位面积的热量称为热流 密度，记为 q ，单位 w/ ㎡。
• 当物体的温度仅在 x 方向放生变化时， 按傅立叶定律，热流密度的表达式为:
精选ppt课件
37
2 、热辐射的基本规律：
• 所谓绝对黑体：把吸收率等于 1 的物体
称黑体，是一种假想的理想物体。
• 黑体的吸收和辐射能力在同温度的物体中
是最大的而且辐射热量服从于斯忒藩—— 玻耳兹曼定律。
• 黑体在单位时间内发出的辐射热量服从于 斯忒藩——玻耳兹曼定律，即
精选ppt课件
38
AT4 （1-7）
而不是辐射换热量；
——物体的发射率（黑度），其
值总小于1，它与物体的种类及表面状态有
关。
精选ppt课件
40
要计算辐射换热量，必须考虑投到物体上 的辐射热量的吸收过程，即收支平衡量，详 见第八章。
物体包容在一个很大的表面温度为的 空腔内，物体与空腔表面间的辐射换热量
1A 1 (T 1 4T 2 4) （ 1-9 ）
液体在热表面上沸腾及蒸汽在冷表面上凝结 的对流换热，称为沸腾换热及凝结换热（相变对 流沸腾）。
精选ppt课件
28
3 、对流换热的基本规律 < 牛顿冷却公式 >
流体被加热时：
qh(twtf )
（1-3）
流体被冷却时：
qh(tf tw)
（1-4）
式中， t w 及 t f 分别为壁面温度和流体
[课件]中文版_传热学-第一章PPT
![[课件]中文版_传热学-第一章PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/16d4dfe7bb4cf7ec4bfed00e.png)
属性
特点
2018/12/3
15
(1) 对流换热的基本计算公式——牛顿冷却公式
Φ hA ( t t ) W w
q ΦA
2 h ( tw tf ) W m
— 热流量[W]，单位时间传递的热量
2 q — 热流密度 W m
2 W (m K) h — 表面传热系数
0
2018/12/3
20 C
Q
x
突然加 热到 800C
0
20 C
x
10
导热
定义
§1-1 热量传递的三种基本方式
对流 辐射
属性
特点
2018/12/3
11
1 导热（热传导）
(1) 导热的基本定律： 1822年，法国数学家Fourier:
t
dx
Φ d t W q 2 A d x m
dt
Q
d t Φ A d x
W
0
x
2018/12/3
12
1 导热（热传导）(续)
(2) 导热系数 表征材料导热能力的大小，是一种物性 参数，与材料种类和温度有关。
t
t w1
dt
dx
金属 非金属固体 液体 气体
(3) 一维稳态导热及其导热热阻 如图右图所示，稳态 q = const，于是
2018/12/3 8
3 传热学应用实例(续)
生物医学：肿瘤高温热疗； 生物芯片；
组织与器官的冷冻保存
军 制 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存 冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵； 高温水源热泵 新 能 源：太阳能； 燃料电池
传热学第一章绪论讲义
河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学
2018年5月19日9时16分
杨祥花
在我国石油开采中，稠 油占有相当比例常温下很 难开采。在稠油开采中， 需注入由直流锅炉生产的 干度约为70%左右的湿蒸汽 进行热采。
河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学
2018年5月19日9时16分 杨祥花
4、高新技术－－航空技术
杨祥花
5、高新技术－－电子器件
河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学
2018年5月19日9时16分
杨祥花
6、高新技术－－ 医药领域
河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学
2018年5月19日9时16分
杨祥花
7、节能环保－－大气环境
河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学
2018年5月19日9时16分
河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学
2018年5月19日9时16分
杨祥花
3、导热的基本定律
——傅里叶定律的数学表达式
如图：一维导热\垂直ox轴的平面上t一致 导热热量，热流量
dt A dx
(1-1)
温度的变化率 给定的面积 (K/m) (㎡ )
导热系数（热导率） (W/m.k) 表示热流量方向同温度升高的方 向相反
Heat Transfer
河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学
2018年5月19日9时16分
杨祥花
河海大学常州校区热能与动力工程系—传热学
2018年5月19日9时16分
杨祥花
学时：56学时 实验：6学时 考试：课内考试2学时 上课：48学时 成绩：考试60％（闭卷） 平时40％（出勤+作业+实验+ 案例分析） 卷面≥50 教材：《传热学》杨世铭 陶文铨(第 四版） 高等教育出版社 作 业：一周交一次， 每次周五交 答疑时间：周三下午14：00～15：30 地 点: 实验楼B304 课件下载： jyy2000117@ 密码：redong
传热学绪论课件
例 题 1-1 有 三 块 分 别 由 纯 铜 （ 热 导 率 λ1=398W/(m·K) ） 、 黄 铜 （ 热 导 率 λ2=109W/(m·K)）和碳钢（热导率λ3=40W/(m·K)） 制成的大平板，厚度都为10mm，两侧表面的温差都
维持为tw1 – tw2 = 50℃不变，试求通过每块平板的
总小于1，它与物体的种类及表面状态有关。
要计算辐射换热量，必须考虑投到物体上 的辐射热量的吸收过程，即收支平衡量，详 见第9章。
物体包容在一个很大的表面温度为T2的空 腔内，物体与空腔表面间的辐射换热量
1 A1 (T14 T24 ) （ 1-9 ）
综合分析
§1-3 传热过程和传热系数
1.3.1 传热方程式
1 、概念 热量由壁面一侧的流体通 过壁面传到另一侧流体中 去的过程称传热过程。
对流 辐射
导热
对流
2 、传热过程的组成
一般包括串联的三个环节： ① 热流体 → 壁面高温侧； ② 壁面高温侧 → 壁面低温侧； ③ 壁面低温侧 → 冷流体。 稳态过程通过串联环节的热
tw1 tw2
10950 / 0.01 0.545106W
/ m2
对于碳钢板
q2
3
tw1
tw2
4050 / 0.01
0.2 106W
/ m2
1.2.2、热对流 1 、基本概念
1) 热对流：是指由于流体的宏观运动，从而使流体 各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所 引起的热量传递过程。
日常生活中的例子
a 人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬 天都保持22度，那么在冬天与夏天、人在房间里所 穿的衣服能否一样？为什么？ b 夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的 感觉不一样。为什么？ c 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？
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1.1 传热学研究内容及其工程应用 1.2 热量传递的基本方式 1.3 传热过程和传热系数 1.4 传热学的研究方法和发展史
210520/11/25
1.1 传热学研究内容及其工程应用
• 传热现象的普遍性——有温差就有传热 （生产、生活、自然界）
热力学第二定律
210620/11/25
1.1 传热学研究内容及其工程应用
2018年传热学课件
第一章绪论
热的定义
What is the definition for heat
培根从摩擦生热等现象中得出“热是一种膨胀的、被约束的而在其斗争中作用于物体的较小 粒子之上的运动”，这种看法影响了许多科学家。 波义耳看到铁钉被捶击后会生热，想到铁钉内部产生了强烈的运动，所以认为热是“物体各 部分发生强烈而杂乱的运动”；笛卡尔把热看作是物质粒子的一种旋转运动。胡克用显微镜 观察了火花，认为热“并不是什么其他的东西，而是一个物体的各个部分的非常活跃和极其 猛烈的运动。”牛顿也指出物体的粒子“因运动而发热”。洛克甚至还认识到“极度的冷是不 可觉察的粒子的运动的停止”。
热的定义
What is the definition for heat
于1798年1月25日发表了题为《论摩擦激起的热源》的论文，指出：摩擦产生的热是无穷尽的，与外 部绝热的物体不可能无穷尽地提供热物质。热不可能是一种物质，只能认为热是一种运动。伦福德否 定了热质说，确立了热的运动学说。
经过许多科学家的努力，到19世纪中期热质说终于被热的分子运动论所取代。
210820/11/25
传热学与工程热力学的关系
• The science of thermodynamics deal with the amount of heat transfer as a system undergoes a process from one equilibrium state to another, and makes no reference to how long the process will take.
25020/11/25
26020/11/25
为什么要学习传热学之高大上篇
27020/11/25
为什么要学习传热学之高大上篇
28020/11/25
为什么要学习传热学之高大上篇
29020/11/25
为什么要学习传热学之生活篇
冷水煮汤圆
徒手拿蒸鸡蛋
21020/11/25
传热学教你如何识别信息正确性
(1) 日常生活中的例子： a 人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度 那么在冬天与夏天、人在房间里所穿的衣服能否一样？为什么？ b 夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。 为什么？ c 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？
2020/11/25
• In engineering, we are often interested in the rate of heat transfer, which is the topic of the science of heat transfer.
传热学应用实例
自然界与生产过程到处存在温差 传热很普遍
热的定义
What is the definition for heat
法国科学家和哲学家伽桑狄认为，运动着的原子是构成万物的最原始的、不可再分的世界 要素，同样，热和冷也都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的。 1789年，拉瓦锡还将“热质”和“光”列入无机界二十三种“元素”之中。 布莱克宣称他“不能形成这种内部振动的概念”，而采取了热是某种特殊物质的观点。
ห้องสมุดไป่ตู้
火箭）；太阳能高空无人飞机
传热学应用实例(续)
生物医学：肿瘤高温热疗； 组织与器官的冷冻保存
军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存 制 冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；
高温水源热泵 新 能 源：太阳能；
20220/11/25
传热学应用实例(续)
20320/11/25
第一章 绪论
1.1 传热学研究内容及其工程应用 1.2 热量传递的基本方式 1.3 传热过程和传热系数 1.4 传热学的研究方法和发展史
2020/11/25
③导热的特点 ➢ 必须有温差 ➢ 物体直接接触 ➢ 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子
20420/11/25
1.2 热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射
燃气热水器中的热量 传递过程： 1）燃气通过辐射和对流 方式将热量传给壁面 左侧； 2）通过导热传到壁面右 侧； 3）通过对流传给水。
20520/11/25
1.2 热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射
2020/11/25
传热学应用实例(续)
集成电路芯片
20世纪70年代
20世纪90年代
10w/cm2
100w/cm2
航空航天
目前已达到160w/cm2
（1）高温叶片气膜冷却；
（2）火箭推力室的再生冷却与发汗冷却；
（3）卫星与空间站热控制；
（4）空间飞行器重返大气层冷却；
（5）超高音速飞行器冷却；
（6）核热火箭、电火箭；微型火箭（电火箭、化学
1.2.1 热传导（Conduction）
①热传导的定义
温度不同的物体各部分之间或温度不同的各 物体之间直接接触时，依靠分子、原子及自 由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递 的现象
②物质的属性：可以在固体、液体、气体中 发生
只要温度高于0 K,物体便有热运动的本领，所以导 热是物质的固有本质。
26
jt
T P
H
/2016/06/13/diy-aircon.html
211020/11/25
取之于生活，用之于生活，又高于生活
210220/11/25
热 的 传 递
210320/11/25
教材是基础，训练是手段，思考成就大家！
210420/11/25
第一章 绪论
• 传热现象的普遍性——有温差就有传热 （生产、生活、自然界）
与工程热力学的区别与联系？
热力学第二定律
210720/11/25
传热学与工程热力学的关系
钢棒，M1 300oC
T 钢棒
TB
水，M2 20oC
Tp Ts
水
τ1
➢ 热力学：平衡温度Tp 和 Q ➢ 传热学：过程的速率
τP
τ
J
W
t f (x, y, z, ); Q f ( )
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1.1 传热学研究内容及其工程应用
• 传热现象的普遍性——有温差就有传热 （生产、生活、自然界）
热力学第二定律
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1.1 传热学研究内容及其工程应用
2018年传热学课件
第一章绪论
热的定义
What is the definition for heat
培根从摩擦生热等现象中得出“热是一种膨胀的、被约束的而在其斗争中作用于物体的较小 粒子之上的运动”，这种看法影响了许多科学家。 波义耳看到铁钉被捶击后会生热，想到铁钉内部产生了强烈的运动，所以认为热是“物体各 部分发生强烈而杂乱的运动”；笛卡尔把热看作是物质粒子的一种旋转运动。胡克用显微镜 观察了火花，认为热“并不是什么其他的东西，而是一个物体的各个部分的非常活跃和极其 猛烈的运动。”牛顿也指出物体的粒子“因运动而发热”。洛克甚至还认识到“极度的冷是不 可觉察的粒子的运动的停止”。
热的定义
What is the definition for heat
于1798年1月25日发表了题为《论摩擦激起的热源》的论文，指出：摩擦产生的热是无穷尽的，与外 部绝热的物体不可能无穷尽地提供热物质。热不可能是一种物质，只能认为热是一种运动。伦福德否 定了热质说，确立了热的运动学说。
经过许多科学家的努力，到19世纪中期热质说终于被热的分子运动论所取代。
210820/11/25
传热学与工程热力学的关系
• The science of thermodynamics deal with the amount of heat transfer as a system undergoes a process from one equilibrium state to another, and makes no reference to how long the process will take.
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为什么要学习传热学之高大上篇
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为什么要学习传热学之高大上篇
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为什么要学习传热学之高大上篇
29020/11/25
为什么要学习传热学之生活篇
冷水煮汤圆
徒手拿蒸鸡蛋
21020/11/25
传热学教你如何识别信息正确性
(1) 日常生活中的例子： a 人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度 那么在冬天与夏天、人在房间里所穿的衣服能否一样？为什么？ b 夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。 为什么？ c 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？
2020/11/25
• In engineering, we are often interested in the rate of heat transfer, which is the topic of the science of heat transfer.
传热学应用实例
自然界与生产过程到处存在温差 传热很普遍
热的定义
What is the definition for heat
法国科学家和哲学家伽桑狄认为，运动着的原子是构成万物的最原始的、不可再分的世界 要素，同样，热和冷也都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的。 1789年，拉瓦锡还将“热质”和“光”列入无机界二十三种“元素”之中。 布莱克宣称他“不能形成这种内部振动的概念”，而采取了热是某种特殊物质的观点。
ห้องสมุดไป่ตู้
火箭）；太阳能高空无人飞机
传热学应用实例(续)
生物医学：肿瘤高温热疗； 组织与器官的冷冻保存
军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存 制 冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；
高温水源热泵 新 能 源：太阳能；
20220/11/25
传热学应用实例(续)
20320/11/25
第一章 绪论
1.1 传热学研究内容及其工程应用 1.2 热量传递的基本方式 1.3 传热过程和传热系数 1.4 传热学的研究方法和发展史
2020/11/25
③导热的特点 ➢ 必须有温差 ➢ 物体直接接触 ➢ 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子
20420/11/25
1.2 热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射
燃气热水器中的热量 传递过程： 1）燃气通过辐射和对流 方式将热量传给壁面 左侧； 2）通过导热传到壁面右 侧； 3）通过对流传给水。
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1.2 热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射
2020/11/25
传热学应用实例(续)
集成电路芯片
20世纪70年代
20世纪90年代
10w/cm2
100w/cm2
航空航天
目前已达到160w/cm2
（1）高温叶片气膜冷却；
（2）火箭推力室的再生冷却与发汗冷却；
（3）卫星与空间站热控制；
（4）空间飞行器重返大气层冷却；
（5）超高音速飞行器冷却；
（6）核热火箭、电火箭；微型火箭（电火箭、化学
1.2.1 热传导（Conduction）
①热传导的定义
温度不同的物体各部分之间或温度不同的各 物体之间直接接触时，依靠分子、原子及自 由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递 的现象
②物质的属性：可以在固体、液体、气体中 发生
只要温度高于0 K,物体便有热运动的本领，所以导 热是物质的固有本质。
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jt
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H
/2016/06/13/diy-aircon.html
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取之于生活，用之于生活，又高于生活
210220/11/25
热 的 传 递
210320/11/25
教材是基础，训练是手段，思考成就大家！
210420/11/25
第一章 绪论
• 传热现象的普遍性——有温差就有传热 （生产、生活、自然界）
与工程热力学的区别与联系？
热力学第二定律
210720/11/25
传热学与工程热力学的关系
钢棒，M1 300oC
T 钢棒
TB
水，M2 20oC
Tp Ts
水
τ1
➢ 热力学：平衡温度Tp 和 Q ➢ 传热学：过程的速率
τP
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t f (x, y, z, ); Q f ( )