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热传递的基本原理.





3、等温线(面):在同一时刻,温度场中温度相同的 点所连成的线或面称为等温线或等温面。 等温面:同一时刻,物体内部温度相同的点连成的面。 可以是曲面、平面、或封闭的圆环面。 等温线:等温面与一平面垂直相交得到的一族线。 温度场习惯上用等温面图或等温线图来表示。 思考:等温线可以相交吗?沿等温线有热流吗?
b.气体------分子碰撞运动传递(热运动)——杂乱 无章的布朗运动。 c.液体—持 两种观点
类似于气体:只是情况更复杂,因为液体分子间 的距离比较近,分子间的作用于力对碰撞过程的 影响力比气体大。 类似于非导电固体------主要靠弹性波的作用。
三、导热基本定律

1.导热基本定律:在导热现象中,单位时间 内通过给定截面的热量,与温度梯度和截面 面积成正比,而方向与其相反。
dt Q ∝ −S dx dt Q = −S • λ • dx
W
W
dt 2 q = −λ • ..........W / m dx
(注:与热力学不一样,热力学中Q——总传热量,J或KJ)


2.比例系数λ——导热系数—— W/(m·℃)或W/(m·K) 导热系数的大小取决于物质的种类和温 度。故给出导热系数时,必须指明物质 所处的温度,才有意义。
一、什么是传热学?
绪言

工程应用中: 设备设计、制造、运行离不开传热学
㎝2电路芯片的散热量,20世纪70年代,10W;20世 纪80年代,20~30W;20世纪90年代以后,102W, 设计制造时要考虑:运行时,这些热量如何散出去, 如果这些热散不出去,势必影响其寿命及工作可靠性。
)电子问题:集成电路集成密度↑,发热量↑,每
绪言
二、传热问题的分类(两种类型)



1、计算传递的热流量Ф,用来增强或削弱传热量 Ф---单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量。 单位:W q---单位时间内通过单位面积的热流量称为热流密度或 面积热流量,W/m2。 增强:汽车发动机中的散热量 及人发烧需迅速退烧 削弱:热力设备管道加保温 人冬天防冷 2、确定物体内各点的温度 制、热应力计算等。 启停炉时汽包的热应力监测 癌细胞温度高 进行现象判断、温度控


绪言
三、热量传递的三种基本方式 热传递是一种复杂的现象,在不同的条 件下,具有不同的机理,为了便于分析, 我们常把它们分成几种基本的传热方式, 一般认为有三种,热传导、热对流和热 辐射。在实际中,往往是这三种方式的 不同组合而成的传热方式。
绪言

四、求解方法
1. 直接测量 2. 数值模拟
2、温度场: 场:某一瞬时,某一物理量的总称。 矢量场(电场,磁场)和标量场(质量场) 温度场:某一瞬间物体内各点温度分布的总 称,温度场是时间和空间的函数,可表示为 t=f(x,y,z,τ) 。
稳态:t=f(x,y,z) 随时间变化可分为: 非稳态:t=f(x,y,z,τ) 温度场 一维:t=f(x,τ) →t=f(x)为一维稳态 随空间变化可分为: 二维:t=f(x,y,τ) 三维:t=f(x,y,z,τ)
四、(稳态)导热计算
1.大平壁导热 (1)单层大平壁导热 大平壁:是指平壁的高度和宽度 远大于其厚度,这样平壁的端部 散热所造成的温差可略去不计。 工程中,什么情况下,平壁才可 作为大平壁? Q
即固体的导热系数最大,气体的最小,液体的介 于两者之间。

一般我们要用λ时,可以查资料。如20摄氏度下。
纯铜 398 黄铜 110 普通钢 铁 30-50 耐火材 料 1 保温材 料 <0.12 水 空气
材料 λ
0.599 0.0259
保温材料
这些材料呈纤维或多孔结构。根据国家标准 GB4272z中规定,将温度低于350℃时热导率 小于0.12 W/(m⋅K)的材料称为保温材料(或绝 热材料),如膨胀塑料、膨胀珍珠岩、矿渣绵、 玻璃棉、岩棉、中孔微珠、微孔硅酸钙等。常 温下空气的热导率为0.0257W/(m⋅K),是很好 的保温材料。
第三章 热传递的基本原理
绪言 第一节 导热 第二节 对流换热 第三节 辐射换热 第四节 传热过程
第一节
导热
一、基本概念 1、导热 定义:当物体内有温度差或两个温度不同 的物体相互接触时,在物体各部分之 间不发生相对位移的情况下,物质微 粒的(分子、原子、 自由电子)热运 动传递了热量,这种现象叫做热传导, 简称导热。



4、温度梯度(重点理解):等温面上法线方 向上的温度变化率,换言之,就是温度变化 率的最大值。
∂t ∂t ∂t gradt = i + j+ k ∂x ∂y ∂z
温度梯度是一个矢量,指向温度升高的方向。单位:k/m。
二、导热机理
材料不同,导热机理不同,从微观角度来看。
固体导电固体金属------自由电子——电的良导体也的热的良导体 a.固体 非导电固体------晶格振动(沙发床),水波似的,弹性波
第三章 热传递的基本原理
绪言 第一节 导热 第二节 对流换热 第三节 辐射换热 第四节 传热过程
பைடு நூலகம்
绪言
1、传热学:传热学是研究热量传递规律的一门学科。 热量:与过程相关的过程函数,如果不传递,在物体 内不叫热量,而是热能。 热能:与物体自身温度有关的状态函数。 什么时候发生“热量传递”呢? 温差存在——-热量自发的从高温处传到低温处。 日常生活中: 烧开水,水壶底结垢后,烧水时间增长,为什么? 冬天,上午晒被子,晚上还暖和,为什么? 冬夏室内温度都是20℃,但是冬穿毛衣夏穿衬衣, 为什么?
改造,锅炉保温。
)电厂中为了强化传热和节能而进行的锅炉受热面 )热工测点怎样布置才能减小测温温差?如测壁温
绪言



2、与热力学的比较 都是以热力学第一(能量守恒)、第二定律(熵增原 理)为基础,研究热现象,但侧重点不同。 传热学:一个平衡状态到另一个平衡状态热量传递规 律 热力学:总的能量变化及功热能的相互转换, 如烧热的铁棒在水中冷却 热力学:整个过程铁棒的放热量 传热学:整个过程铁棒的放热量,还有任一时刻铁棒 的温度 。
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