热工基础第八章PPT格式课件下载.ppt

热工基础第八章PPT格式课件下载.ppt

《热工基础第八章PPT格式课件下载.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热工基础第八章PPT格式课件下载.ppt（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

冬天的被子晒过后保暖性更好，为什么？

2第八章热量传递的基本方式热量传递有三种基本方式热量传递有三种基本方式ll热传导热传导（thermalconduction）ll热对流热对流（thermalconvection）ll热辐射热辐射（thermalradiation）381热传导热传导热传导（简称简称导热导热）在在物物体体内内部部或或相相互互接接触触的的物物体体表表面面之之间间，由由于于分分子子、原原子子及及自自由由电电子子等等微微观观粒粒子子的热运动而产生的热量传递现象。

的热运动而产生的热量传递现象。

导导热热现现象象发发生生在在固固体体内内部部，也也可可发发生生在在静止的液体和气体之中。

静止的液体和气体之中。

本本书书不不讨讨论论导导热热的的微微观观机机理理，只只讨讨论论热热量传递的宏观规律。

量传递的宏观规律。

4最简单的导热现象：

大平壁的一维稳态导热最简单的导热现象：

大平壁的一维稳态导热0xttw2tw1特点：

特点：

1.1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；

平壁两表面维持均匀恒定不变温度；

2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；

平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化；

3.3.平壁温度不随时间改变；

平壁温度不随时间改变；

4.4.热量只沿着垂直于壁面的方热量只沿着垂直于壁面的方向传递。

向传递。

热流量热流量：

单位时间传导的热量：

单位时间传导的热量,W:

材材料料的的热热导导率率（导导热热系系数数）：

表明材料的导热能力，表明材料的导热能力，W/（mK）。

5（5）（5）导热系数导热系数表征表征材料导热能力的大小材料导热能力的大小，是一种物性参数，是一种物性参数，与材料种类和温度有关。

与材料种类和温度有关。

6热流密度热流密度q:

单位时间通过单位面积的热流量单位时间通过单位面积的热流量称为平壁的称为平壁的导热热阻导热热阻，表示物体对，表示物体对导热的阻力，单位为导热的阻力，单位为K/W。

tw1tw2热阻网络热阻网络7例题例题11一块厚度一块厚度=50=50mmmm的平板，的平板，两侧表面分别维持两侧表面分别维持在在试求下列条件下的热流密度。

试求下列条件下的热流密度。

（1）

（1）材料为铜，材料为铜，=375=375w/（mKw/（mK）;

）;

（2）

（2）材料为钢，材料为钢，=36.4=36.4w/（mKw/（mK）;

（3）（3）材料为铬砖，材料为铬砖，=2.32=2.32w/（mKw/（mK）；

（4）（4）材料为铬藻土砖，材料为铬藻土砖，=0.=0.242242w/（mKw/（mK）。

解：

根据一维稳态导热公式有：

8铬砖：

铬砖：

硅藻土砖：

讨讨论论：

由由计计算算可可见见，由由于于铜铜与与硅硅藻藻土土砖砖导导热热系系数数的的巨巨大大差差别别，导导致致在在相相同同的的条条件件下下通通过过铜铜板板的的导导热热量量比比通通过过硅硅藻藻土土砖砖的的导导热热量量大大三三个个数数量量级级。

因因而而，铜铜是是热热的的良良导导体体，而而硅硅藻土砖则起到一定的隔热作用藻土砖则起到一定的隔热作用铜：

铜：

钢：

982热对流热对流热对流:

由于流体的宏观运动使不同温度的流体由于流体的宏观运动使不同温度的流体由于流体的宏观运动使不同温度的流体由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。

相对位移而产生的热量传递现象。

热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。

运动而产生的导热。

对流换热对流换热:

流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。

是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。

牛顿冷却公式牛顿冷却公式:

=Ah（twtf）q=h（twtf）10hh称称称称为为为为对对对对流流流流换换换换热热热热的的的的表表表表面面面面传传传传热热热热系系系系数数数数（习习习习惯惯惯惯称称称称为为为为对对对对流流流流换换换换热热热热系系系系数数数数），单位为，单位为，单位为，单位为W/（mW/（m22K）K）。

h表面传热系数热流量W，单位时间传递的热量q热流密度A与流体接触的壁面面积固体壁表面温度流体温度11twtf对流换热热阻：

对流换热热阻：

=Ah（twtf）称为称为对流换热热阻对流换热热阻，单位为，单位为K/W。

对流换热热阻对流换热热阻网络：

网络：

=Ah（twtf）12表面传热系数的影响因素表面传热系数的影响因素：

h的的大大小小反反映映对对流流换换热热的的强强弱弱，与与以以下下因素有关：

因素有关：

（1）流体的物性（热导率、粘度、密度、流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）；

比热容等）；

（2）流体流体流动的形态（层流、湍流）；

流动的形态（层流、湍流）；

（3）流动的成因（自然对流或受迫对流）；

流动的成因（自然对流或受迫对流）；

（4）物体表面的形状、尺寸物体表面的形状、尺寸；

（5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。

）。

13表表1-11-1一些表面传热系数的数值范围一些表面传热系数的数值范围对流换热类型对流换热类型对流换热类型对流换热类型表表表表面面面面传传传传热热热热系系系系数数数数h/W/（m2K）空气自然对流换热空气自然对流换热空气自然对流换热空气自然对流换热110水自然对流换热水自然对流换热水自然对流换热水自然对流换热1001000空气强迫对流换热空气强迫对流换热空气强迫对流换热空气强迫对流换热10100水强迫对流换热水强迫对流换热水强迫对流换热水强迫对流换热10015000水沸腾水沸腾水沸腾水沸腾250035000水蒸气凝结水蒸气凝结水蒸气凝结水蒸气凝结50002500014

（1）

（1）定义定义：

由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象：

由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象

（2）

（2）特点：

aa任何物体，只要温度高于任何物体，只要温度高于0K0K，就会不停地向，就会不停地向周围空间发出热辐射；

周围空间发出热辐射；

bb可以在真空中传播；

可以在真空中传播；

cc伴随能量形伴随能量形式的转变；

式的转变；

dd具有强烈的方向性；

具有强烈的方向性；

ee辐射能与温度和波长均辐射能与温度和波长均有关；

有关；

ff发射辐射取决于温度的发射辐射取决于温度的44次方。

次方。

（3）（3）生活中的例子：

生活中的例子：

aa当你靠近火的时候，会感到面向火的一面比背面热；

当你靠近火的时候，会感到面向火的一面比背面热；

bb冬天的夜晚，呆在有窗帘的屋子内会感到比没有窗帘时冬天的夜晚，呆在有窗帘的屋子内会感到比没有窗帘时要舒服；

要舒服；

cc太阳能传递到地面太阳能传递到地面83热辐射15解释辐射现象的两种理论解释辐射现象的两种理论：

电磁理论电磁理论与与量子理论量子理论电磁波的数学描述：

电磁波的数学描述：

c某介质中的光速某介质中的光速,m/s为真空中的光速为真空中的光速;

n为介质的折射率。

为介质的折射率。

波长波长,常用常用m为单位为单位,1m=10-6m。

频率频率,单位单位s1。

16电磁波的波谱：

射线射线射线射线：

510-5mXX射线射线射线射线：

510-7m510-2m紫外线紫外线紫外线紫外线：

410-3mm0.38m可见光可见光可见光可见光：

0.38m0.76m红外线红外线红外线红外线：

0.76m103m17微波微波：

103m106m微微波波炉炉就就是是利利用用微微波波加加热热食食物物，因因微微波波可可穿穿透透塑塑料料、玻玻璃璃和和陶陶瓷瓷制制品品，但但会会被被食食物物中中水水分子吸收，产生内热源，使食品均匀加热。

分子吸收，产生内热源，使食品均匀加热。

热辐射热辐射:

由由于于物物体体内内部部微微观观粒粒子子的的热热运运动动而而使使物物体体向外发射辐射能的现象。

向外发射辐射能的现象。

理理论论上上热热辐辐射射的的波波长长范范围围从从零零到到无无穷穷大大，但但在在日日常常生生活活和和工工业业上上常常见见的的温温度度范范围围内内，热热辐辐射射的的波波长长主主要要在在0.1m至至100m之之间间,包包括括部部分分紫紫外线、可见光和部分红外线三个波段外线、可见光和部分红外线三个波段。

18热辐射的主要特点：

热辐射的主要特点：

（1）所所有有温温度度大大于于0K的的物物体体都都具具有有发发射射热热辐辐射的能力，温度愈高，发射热辐射的能力愈强。

射的能力，温度愈高，发射热辐射的能力愈强。

发射热辐射时：

内热能发射热辐射时：

内热能辐射能辐射能；

（2）所有实际物体都具有吸收热辐射的能力所有实际物体都具有吸收热辐射的能力，物体吸收热辐射时：

辐射能物体吸收热辐射时：

辐射能内热能内热能；

（3）热热辐辐射射不不依依靠靠中中间间媒媒介介，可可以以在在真真空空中中传传播；

播；

（4）物物体体间间以以热热辐辐射射的的方方式式进进行行的的热热量量传传递递是是双向的。

双向的。

高温高温物体物体低温低温物体物体热热辐辐射射是是热热量量传传递递的基本方式之一的基本方式之一。

19辐射换热：

辐射换热：

以热辐射的方式进行的热量交换。

辐射换热的主要影响因素辐射换热的主要影响因素：

（11）物体本身的温度、表面辐射特性；

）物体本身的温度、表面辐射特性；

（22）物体的大小、几何形状及相对位置。

）物体的大小、几何形状及相对位置。

注意：

（11）热热传传导导、热热对对流流和和热热辐辐射射三三种种热热量量传传递递基本方式往往不是单独出现的；

基本方式往往不是单独出现的；

（22）分分析析传传热热问问题题时时首首先先应应该该弄弄清清楚楚有有哪哪些些传传热热方方式式在在起起作作用用，然然后后再再按按照照每每一一种种传传热热方式的规律进行计算。

方式的规律进行计算。

（33）如如果果某某一一种种传传热热方方式式与与其其他他传传热热方方式式相相比作用非常小，往往可以忽略。

比作用非常小，往往可以忽略。

2084传热过程传热过程：

传热过程：

指指热热量量从从固固体体壁壁面面一一侧侧的的流流体体通通过过固固体体壁壁面面传递到另一侧流体的过程。

传递到另一侧流体的过程。

传热过程由三个相互串联的热量传递环