《传热学第一章绪论》课件.ppt
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主讲教师:徐 颖
xuying1019@126.com
Tel1-1 传热学的研究内容及其在科技和工程中的应用;工程热力学与传热学的区别
热力学 传热学
;一、传热学的应用
1. 传热学在生活中的应用
2. 传热学在科学技术中的应用
;传热学在生活中的应用;传热学在生活中的应用;塑料大棚
;石油化工领域:反应釜、蒸汽吞吐井、稠油热采、油气集输
;建筑领域:空心砖、地板辐射采暖;航空航天领域:载人航天器的热控制与热保护问题;航空航天领域:载人航天器的热控制与热保护问题——哥伦比亚航天飞机事故;航空航天领域:载人航天器的热控制与热保护问题——哥伦比亚航天飞机事故;航空航天领域:航天员的热保护问题;微电子领域;生物医学:肿瘤高温热疗;生物芯片;组织与器官的冷冻保存;
军 事:飞机、坦克;激光武器;弹药贮存;
制 冷:跨临界二氧化碳汽??空调/热泵,高温水源热泵;
新能源:太阳能;燃料电池
;
传热解决的问题
强化传热(吹风扇等)
削弱传热(宇航服、双层玻璃等)
温度控制(航天飞机、芯片风扇等); 热量传递过程
;传热学课程的重要性;传热学课程的重要性;传热学课程;热传导(导热)
( Heat conduction )
热对流(对流)
( Heat convection )
热辐射(辐射)
( Thermal radiation );热量传递的三种基本方式——热传导;导热的特点:
必须有温差;
物体直接接触;
不发生宏观的相对位移;
没有能量形式之间的转化。;冬天温度相同的铁和木头,为什么摸起来感觉不同?
;2 、导热的基本定律
1 )傅立叶定律( 1822 年,法国物理学家) ;2 、导热的基本定律
如图 1-1 所示的两个表面分别维持均匀恒定温度的平板,是个一维导热问题。对于x方向上任意一个厚度为 的微元层来说,根据傅里叶定律,单位时间内通过该层的导热热量与当地的温度变化率 及平板面积A成正比,即
;式中: —单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量,W。
—热导率,又称导热系数。
导热系数 表征材料导热性能优劣的参数,是一种物性参数。
单位: W/(m·K )。
不同材料的导热系数值不同。
同一种材料导热系数值与温度等因素有关。;( 1 )当温度 t 沿 x 方向增加时, >0而 <0,说明此时热量沿 x 减小的方向传递;
( 2 )反之,当 0 时, 0 ,说明热量沿 x 增加的方向传递。
(1) (2)
负号表示热量传递的方向与温度升高的方向相反。
;
3 )热流密度(面积热流量)
单位时间内通过单位面积的热量称为热流密度,记为 q ,单位 W/㎡。
?
说明:傅立叶定律又称导热基本定律,式( 1-1 )、( 1-2 )是一维稳态导热时傅立叶定律的数学表达式。
;热量传递的三种基本方式——热传导 ;热量传递的三种基本方式——热传导 ;热量传递的三种基本方式——热传导 ;1 、基本概念
1) 热对流:是指由于流体的宏观运动,从而使流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。
对流仅发生在流体中,对流的同时必伴随有导热现象。
2) 对流传热:流体流过一个物体表面时的热量传递过程,称为对流传热。
;2 、对流传热的分类
(1)根据对流传热时是否发生相变分:有相变的对流传热和无相变的对流传热。
;(2)根据引起流动的原因分:自然对流和强制对流。
1)自然对流:由于流体冷热各部分的密度不同而引起流体的流动。
2 )强制对流:流体的流动是由于水泵、风机或其他压差作用所造成的。
(1) (2)
;对流传热的特点:
(1)必须有流体的宏观运动,必须存在温差
(2)对流传热既有对流,又有导热
(?对流传热不是基本的热量传递方式)
(3)流体与壁面必须直接接触
(4)没有能量形式之间的转化;夏天在同样温度的水和空气中的感觉不一样?;对流传热的基本规律 牛顿冷却公式
如果把温差(亦称温压)记为 ,并约定永远取正值,则牛顿冷却
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