特例：一小凸物体(非凹)被包容在一个很大的空 腔内。该物体与空腔表面的辐射换热量计算式：
Φ 1A1 (T14 -T24 ) W
A1 A2
T1 , A1,ε1 T2
热工基础与应用
4. 例题 已知：A=1.42m2(H=1.75m,d=0.25m),t1=30℃,t2=10 ℃(冬),t2=25℃(夏),ε1=0.95 求：冬天与夏天人体与内墙的辐射传热量
③h：表面传热系数，是表征对流传热过程强弱的 物理量。过程量，与很多因素有关(流体种类、表 面形状、流体速度大小等)
④记住 h 的量级，“个” “十” “百” “千” “成千上万”。(表4-1)
流动方式：强制>自然对流
介质：水>空气 相变：有相变>无相变
水蒸气凝结>有机蒸汽凝结
热工基础与应用
三、辐射(radiation, thermal radiation) 1. 定义 辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式
q Φ A h(tw t f ) W m2 q Φ A h(t f tw) W m2
tw t f t f tw
流体力学研究：tw=tf , isothermal flow
①A:与流体接触的壁面面积
②约定对流传热量永远取正值(失去/得到)
热工基础与应用
③对流传热(convective heat transfer)：流体流 过温度不同的固体壁面时的热量传递过程（工程 上感兴趣）
热工基础与应用
3. 分类 对流传热按照不同的原因可分为多种类型 流动起因，分为：强制对流和自然对流。 是否相变，分为：相变对流传热和无相变对流传热。
热工基础与应用
4. 基本计算式—(Newton’s Law of Cooling)
热工基础与应用
第七章 热量传递的三种基本方式
§7-1 热量传递的三种基本方式
热工基础与应用
传热：是物质在温差作用下所发生的热能传递。1. 研究热能递规律的科学 2. 由温差引起
t, Φ(q)
有温差就有传热，而自然界温差无处不存在
热工基础与应用
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。
热辐射：物体由于热的原因向外发出的辐射
辐射传热：物体之间以辐射的形式交换热量
热工基础与应用
2. 特点 ①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，而且最有效。
②在辐射传热过程中伴随着能量的转移和能量形 式的转换，物体热力学能 电磁波能 物体 热力学能。
③动态平衡
3. 计算式
Φ AT 4 W m2
物体的温度越高、辐射能力越强
影响发射率因素(emissivity≤1)：物体的种类、 表面状况、温度
热工基础与应用
④一个辐射传热计算的特例 物体表面间辐射传热的计算涉及到物体表面的辐
射能力、吸收能力、表面间的几何关系等多方面的 因素。不同情况下，其计算公式不一样。
传热学 = 热科学(Thermal Science)

关心的是热量传
递的过程，即热 量传递的速率。
铁块, M1 300oC
热力学：平衡态 tm, Q, q
传热学：非平衡态 t(x, y, z,τ), Φ=f(τ), q
水，M2 20oC 传热学与热力学的区别示意图
2. 传热学以热力学第一和第二定律为基础，即 始终从高温热 源向低温热源传递，如果没有能量形式转化，则 始终守恒。
A
⑤Q：热量(heat),J
热工基础与应用
二、对流(convection, thermal convection) 1. 定义：流体各部分之间发生相对位移时，冷热 流体相互掺混所引起的热量传递过程。
2. 特点
热工基础与应用
①仅能发生在流体中 t f
tw
Φ
②流体宏观运动+流体导热(流体中各部分温度不 同，必然拌有分子不规则热运动而传递的热量)
热工基础与应用
①黑体：能吸收投入到其表面上的所有热辐射能的 物体。
黑体是一种理想物体，它的辐射能力只与温度有关
②黑体向外辐射热流量计算式(Stefan-Boltzmann)
Φ AT 4 W
,黑体辐射常数,5.6710-8 W (m2 K4)
热工基础与应用
③实际物体向外辐射热流量计算式
解：Φwinter 1A1 (T14 -T24)=0.951.425.6710-8
(273+30)4-(273+10)4 =154W
Φsummer 41.5W
讨论：
T1 , A1,ε1 T2
热工基础与应用
t1
t2
A
A

图4－3 两无限接近的平 行黑体平壁间的辐射换热
Φ A (T14 -T24) W
热工基础与应用
一、热传导（简称导热，Heat Conduction） 1. 定义：温度不同的物体各部分或温度不同的两 物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子 等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。
2. 特点 ①直接接触
热工基础与应用
②物体各部分之间不发生宏观位移
③依靠微观粒子（分子、原子、电子等）的无规 则热运动
热工基础与应用
§7-2 复合传热与传热过程
一、复合传热 对流与辐射同时存在的传热过程称为复合传热。
Φr hr At
Φc hc At
辐射换热表面传热系数，当量
Φ hc At hr At hc hr At hAt
④物体的固有本质（只要存在温差，在固体、液 体、气体、等离子体中均会发生导热现象）
热工基础与应用
3. 热量传递方程（Fourier Law of Conduction）
Φ A t1 t2
t1
t2
Φ A t2 t1
Φ A dt
dx
t t1
t2
0δ
x
热工基础与应用
①Φ：单位时间内所传递的热量，称为热流量， heat rate，W，J/s
②负号的含义：热量传递方向与温度升高方向相 反（The Second law of Thermodynamics）
③λ：物性，Thermal conductivity，表征材料
导热性能优劣的物性参数，单位：W/(m·K)，数 值通过实验测定，一般，金属>液体>空气 ④ q Φ 单位面积，热流密度(heat flux),W/m2