工程热力学与传热学
传热学 第八章 热量传递的基本方式
第八章 热量传递的基本方式
❖ 内容要求
❖ 传热的基本概念； ❖ 热传导及一维稳态导热的傅里叶定律； ❖ 热对流，对流换热及牛顿冷却公式； ❖ 热辐射及其特点； ❖ 传热过程简介。
传热的基本概念
传热： 传热是物质在温度差的作用下所发生的热量
传递过程。
单位时间通过单位面积传递的热量。W/m2
✓dt/dx—热流方向上的温度梯度。 ✓λ— 导热系数 （the thermal conductivity）
反映了材料的导热能力。 W/(m.K)
传热学和热力学的关系 举例 水桶内灼热钢棒的冷却过程
热力学：
✓ 研究平衡体系。计算系统由一种平衡状态 转化为另一种平衡状态所需的能量。
✓ 钢棒和水这一体系最终的平衡温度
传热学：
✓ 需要多长的时间才能达到平衡状态。 即热传播的速率。
✓ 在达到平衡状态前某一时刻钢棒温度是多少？ 即钢棒和水的温度随时间的变化规律。
Whenever there is a temperature difference in a medium or between media, heat transfer must occur.
传热学（Heat tranfer）： 是研究热量传递过程中的基本规律及其
应用的科学。
热量传递的基本方式 热传导 (Conduction) 热对流 (Convection) 热辐射 (Radiation)
宏观范畴
连续介质
8—1 热传导
8-1-1 热传导（导热）（Conduction）
物体的各部分之间不发生相对位移时，依靠 分子、原子、自由电子等微观粒子的热运动 而进行的热量传递过程。
说明 ✓无论固，液，气体，只要有温度差， 在接触时就会发生导热现象。
✓单纯的导热，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能发生在密实的固体中。
8-1-2 一维稳态导热的傅里叶定律
法国数学—物理学家
Φ
0
δ
x
Joseph.Fourier提出的。
一维稳态
大平壁的稳态导热
温度梯度的 方向？
热量传递 的方向？
A dt W
dx
式中：
负号的含
✓Φ—热流量（Heat t义ransfer-rate）
q W / m2 A
单位时间通过给定面积传递的热量。W, kW
✓q—热流密度（Heat flux）
（Fourier’s law of one-dimensional steady state heat-conduction）
考察两个表面均维持均匀温度的大平板导热
一维稳态导热的傅里叶定律： t
A
d
t
t A
w1
t
w2
W
dx
q d t t w1t w2 W / m2 A dx
t w1 t (x) t w2