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传热学第一章 热量传递的基本方式


2020-5-26
太原理工大学
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Thermal
六、连续体的假设及其意义
• 认为研究对象是个连续体,即各点的温度、密度、 速度等都是空间坐标的连续函数,即将微观粒子的 微观物理过程作为宏观现象处理。实际上只要被研 究物体的几何尺度远大于其分子的平均自由行程, 连续体的假设总是成立的。
• 据此,可以利用高等数学的分析方法(连续函数的 微分、积分等方法)来解决传热问题。
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四、研究思路及主要内容
• 主要采用理论研究方法,并以不同条件下物 体中的温度分布为主线,重点在导热理论;
• 以物体外部的换热问题为侧重点,介绍了对 流换热问题;
• 随后介绍了灰体间的辐射换热及工件在加热 炉等工业炉内所需考虑的气体及火焰辐射;
• 这些领域中技术的巨大进步也推动了传热学学科的迅速发 展。
3、在本专业中的应用 培养要求:学习矿山与地下建筑、交通、航空航天、燃烧与
爆破学、工厂、物业、商厦与地面建筑的灾害防治技术、通风 与空气调节 、安全管理学等专业知识,这些都与传热相关。

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主要体现在以下几个方面
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➢ 温度场的测算和换热量的计算; ➢ 环境变化对温度场的影响;
➢ 极限温度的控制:为使一些设备能安全经济地运 行,需要对热量传递过程中物体关键部位的温度进 行控制。
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三、传热学在本专业中的重要作用
传热学是一门为主干学科和主要课程打基础 的重要技术基础课,与工程流体力学、热力 学、分析化学与物理化学课一起组成安全工 程专业主要课程的理论基础,为后续课程的 学习提供良好的铺垫。
(2)导热的特点:a 必须有温差;b 物体直接接触;c 依靠分子、
原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量;
e 不发生宏观的相对位移; f 纯粹的导热只能发生在密实 的
固体中。
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导热过程示意图
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§1-2 热量传递的三种基本方式
三种基本方式:导热(热传导)、对流和热辐射 1.导热(热传导)(Conduction)
(1)定义:物体的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量传递现象。 发生在同一物体或两直接接触的物体之间。例如:炉衬内侧 向炉墙;房屋内壁与外壁之间的热传递;暖气片内外壁之间
(3)导热的微观机理:热量是靠什么传过去的
从微观角度看,气体、液体及固体的导热机理各 不相同.
气体:依靠气体分子的热运动来导热的,是分子不
规则热运动时相互碰撞的结果。温度越高,分子动 能越大,不同能量水平的分子相互碰撞,使热量从 高温传到低温处。
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• 夏天人在同样温度的空气和水中的感觉不一样,为 什么? • 北方寒冷地区,建筑房屋采用双层玻璃,以利于保 温,如何解释其道理?是否玻璃越厚越好?
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2、生产技术领域存在大量的传热问题
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• 这些部门主要有:能源、化工、冶金、航空航天、建筑、
机械制造、电子、制冷、农业、环境保护等。
➢ 研究传热机理(热量靠什么传过去的,热量传递过程的推 动力是温差)
➢ 测试方法(实验研究法是传热学研究的重要手段)
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二、传热学应用实例
自然界与生产过程中到处存在温差,传热现象很普遍
1、日常生活中的例子
• 人体为恒温体。若房间里的温度在夏天和冬天都保 持20℃,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?
• 最后扼要介绍了复合换热及传热过程。
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五、传热过程的分类
按温度与时间的依变关系,可分为稳态和非稳态两大类
稳态传热过程(定常过程)
凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递过程均称为 稳态传热过程。
非稳态传热过程(非定常过程)
凡是物体中各点温度随时间的变化而变化的热传递过 程均称为非稳态传热过程。 各种物体在持续不变的运行工况下经历的热传递过程 属于稳态传热过程;而物体在加热、冷却、熔化和凝 固情况下经历的热传递过程则为非稳态传热过程。
2、学时数:32学时(28/4),周学时2,学分2分。
3、考核方法
闭卷考试 80%,平时作业、出勤占20%.
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4、参考书
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• 《传热学》 戴锅生编,第二版,高教出版社.
• 《传热学》 杨世铭,陶文铨编,第三版、第四
版,高教出版社.
• 《传热学重点难点及典型题精解》王秋旺编,
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§1-1 传热学的研究对象及其在安全工程 技术中的应用
一、研究对象及内容
研究由温差引起的热量传递规律的科学,具体来讲主要有 热量传递的机理、规律、计算和测试方法,其内容包括:
➢ 研究热量传递的速率(J/S、W)
➢ 确定物体中的温度分布 t f x, y, z,
西安交大出版社.
• 《传热学》 赵镇南编,高教出版社.
高数、工程流体力学、工程热力学、大学物理为先修课
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第一章 绪 论
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主要包含以下内容:
§1-1 传热学的研究对象及其在安全工程技术中的应用
§1-2 热量传递的三种基本方式
§1-3 单位制
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传 热 学基础
(Heat Transfer Foundation)
杨世铭 编
高等教育出版社
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1、教学目的
本课程是研究现代工业生产过程中与安全技术相关的热传 递理论的一门技术基础课。通过本课程的学习,为学生 今后学习有关专业基础课打好基础,培养学生对专业所 涉及的传热问题的分析和计算能力,并为学生获取和拓 展专业发展中的新理论、新工艺打下基础。
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