西交09春学期传热学课堂笔记-奥鹏教育
传热学知识整理1-4章
绪论一、概念1. 传热学: 研究热量传递规律的科学。
2. 热量传递的基本方式: 热传导、热对流、热辐射。
3. 热传导(导热): 物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
（纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
）4. 热流密度：通过单位面积的热流量(W／m2)。
5．热对流: 由于流体各部分之间发生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, 并伴随有导热现象。
6. 自然对流: 由于流体密度差引起的相对运功c7. 强制对流: 出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。
8. 对流换热：流体流过固体壁面时, 由于对流和导热的联合作用, 使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
9. 辐射: 物体通过电磁波传播能量的方式。
10．热辐射: 由于热的原因, 物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
11. 辐射换热：不直接接触的物体之间, 出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
12. 传热过程；热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。
13．传热系数: 表征传热过程强烈程度的标尺, 数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度。
14. 单位面积上的传热热阻：单位面积上的导热热阻: 。
单位面积上的对流换热热阻:对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。
15. 导热系数是表征材料导热性能优劣的系数, 是一种物性参数, 不同材料的导热系数的数值不同, 即使是同一种材料, 其值还与温度等参数有关。
对于各向异性的材料, 还与方向有关。
常温下部分物质导热系数: 银: 427；纯铜: 398；纯铝: 236；普通钢: 30-50；水: 0.599；空气: 0.0259；保温材料: <0.14；水垢: 1-3；烟垢: 0.1-0.3。
16. 表面换热系数不是物性参数, 它与流体物性参数、流动状态、换热表面的形状、大小和布置等因素都有关。
17. 稳态传热过程（定常过程）：物体中各点温度不随时间而变。
传热学基本概念知识点
传热学基本概念知识点1傅里叶定律：单位时间内通过单位截面积所传递的热量，正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率2集总参数法：忽略物体内部导热热阻的简化分析方法3临界热通量：又称为临界热流密度，是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值5效能：表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比6对流换热是怎样的过程，热量如何传递的？对流：指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方式。
对流仅能发生在流体中，而且必然伴随有导热现象。
对流两大类：自然对流与强制对流。
影响换热系数因素：流体的物性，换热表面的形状与布置，流速7何谓膜状凝结过程，不凝结气体是如何影响凝结换热过程的？蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时，如果凝结液体能很好的润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜，这种凝结形式称为膜状凝结。
不凝结气体对凝结换热过程的影响：在靠近液膜表面的蒸气侧，随着蒸气的凝结，蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大。
蒸气在抵达液膜表面进行凝结前，必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层。
因此，不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。
8试以导热系数为定值，原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例，说明过程中平壁内部温度变化的情况，着重指出几个典型阶段。
首先是平壁中紧挨高温表面部分的温度很快上升，而其余部分则仍保持原来的温度，随着时间的推移，温度上升所波及的范围不断扩大，经历了一段时间后，平壁的其他部分的温度也缓慢上升。
主要分为两个阶段：非正规状况阶段和正规状况阶段9灰体有什么主要特征？灰体的吸收率与哪些因素有关？灰体的主要特征是光谱吸收比与波长无关。
灰体的吸收率恒等于同温度下的发射率，影响因素有：物体种类、表面温度和表面状况。
10气体与一般固体比较其辐射特性有什么主要差别？气体辐射的主要特点是：（1）气体辐射对波长有选择性（2）气体辐射和吸收是在整个容积中进行的11说明平均传热温压得意义，在纯逆流或顺流时计算方法上有什么差别？平均传热温压就是在利用传热传热方程式来计算整个传热面上的热流量时，需要用到的整个传热面积上的平均温差。
传热学知识点总结
传热学知识点总结传热学知识点总结第一章§1-1“三个W”§1-2热量传递的三种基本方式§1-3传热过程和传热系数要求：通过本章的学习，读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解，并能进行简单的计算，能对工程实际中简单的传热问题进行分析（有哪些热量传递方式和环节）。
作为绪论，本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化，具体更深入的讨论在随后的章节中体现。
本章重点：1.传热学研究的基本问题物体内部温度分布的计算方法热量的传递速率增强或削弱热传递速率的方法2.热量传递的三种基本方式(1).导热：依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。
传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。
傅立叶导热公式：(2).对流换热：当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。
牛顿冷却公式：(3).辐射换热：任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力，辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。
由于电磁波只能直线传播，所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。
黑体热辐射公式：实际物体热辐射：3.传热过程及传热系数：热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。
最简单的传热过程由三个环节串联组成。
4.传热学研究的基础傅立叶定律能量守恒定律+牛顿冷却公式+质量动量守恒定律四次方定律本章难点1.对三种传热形式关系的理解各种方式热量传递的机理不同，但却可以（串联或并联）同时存在于一个传热现象中。
2.热阻概念的理解严格讲热阻只适用于一维热量传递过程，且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。
思考题：1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和，经过拍打以后，效果更加明显。
为什么？2.试分析室内暖气片的散热过程。
3.冬天住在新建的居民楼比住旧楼房感觉更冷。
试用传热学观点解释原因。
4.从教材表1-1给出的几种h数值，你可以得到什么结论？5.夏天，有两个完全相同的液氮贮存容器放在一起，一个表面已结霜，另一个则没有。
西安交通大学传热学课件5
③ 流出微元体的热流量
qm out
1 2 h v gz 2 out
④ 微元流体做的净功
W net
⑤ 微元流体热力学内能增量
U
29/73
传热学 Heat Transfer
U Φ qm out hout qm in hin
H x qm in hin , x udyc p t c p utdy
三、对流传热的分类 (classification)
18/73
传热学 Heat Transfer
四、研究方法
1. 获得h的方法 分析解法 采用数学分析求解的方法，有指导意义
实验法
通过大量实验获得表面传热系数的计算 式，是目前的主要途径。 通过研究热量传递与动量传递的共性， 建立起表面传热系数与阻力系数之间的 相互关系，限制多、范围很小。 与导热问题数值思想类似，发展迅速， 应用越来越多。
v v v p 2v 2v （ u v ) Fy ( 2 2 ) x y y x y
2t t t t 2t c p u x v y x 2 y 2
对流传热的理论基础
3/73
传热学 Heat Transfer
主要教学内容
─ 定义、影响因素、分类、研究方法
─ 数学描写
─ 边界层及其数学描写
─ 外掠等温平板对流传热分析解
─ 比拟理论
4/73
传热学 Heat Transfer
§5-1 对流传热概述
一、回顾
1. 热对流（thermal convection） 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。
上海交通大学《传热学》考试复习重点笔记
封
面
第一章 绪论
本章要求： 1 掌握内容： ① 热量传递的三种基本方式的概念、特点及基本定律； ② 传热过程、 传热系数及热阻的概 念。 2 了解内容：了解传热学的发展史、现状及发展动态。
§1 — 1 概述 一、基本概念 1 、传热学：传热学是研究热量传递规律的学科。 1)物体内只要存在温差，就有热量从物体的高温部分传向低温部 分； 2)物体之间存在温差时，热量就会自发的从高温物体传向低温物 体。 由于自然界和生产技术中几乎均有温差存在，所以热量传递已成 为自然界和生产技术中一种普遍现象。 2 、热量传递过程： 根据物体温度与时间的关系，热量传递过程可分为两类： （ 1 ）稳态传热 过程； （ 2 ）非稳态传热过程。 ：凡是物体中各点温度不随时间而变的热传 1）稳态传热过程（定常过程） 递过程均称稳态传热过程。 ：凡是物体中各点温度随时间的变化而 2）非稳态传热过程（非定常过程） 变化的热传递过程均称非稳态传热过程。 各种热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过程属稳态传 热过程；而在启动、停机、、传热学的重要性及必要性 三、传热学的特点、研究对象及研究方法 1 、特点
1 ）理论性、应用性强 2) 有利于创造性思维能力的培养 3 ）教育思想发生了本质性的变化 3 、研究方法 研究的是由微观粒子热运动所决定的宏观物理现象，而且主要用 经验的方法寻求热量传递的规律，认为研究对象是个连续体，即各点的温 度、密度、速度是坐标的连续函数，即将微观粒子的微观物理过程作为宏 观现象处理。 由前可知，热力学的研究方法仍是如此，但是热力学虽然能确定 传热量（稳定流能量方程） ，但不能确定物体内温度分布。 §1 — 2 热量传递的三种基本方式 一、导热（热传导） 1 、定义：物体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称导热。 如：固体与固体之间及固体内部的热量传递。 从微观角度分析气体、 液体、 导电固体与非金属固体的导热机理。 （ 1 ）气体中：导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果，温度升 高，动能增大，不同能量水平的分子相互碰撞，使热能从高温传到低温处。 （ 2 ）导电固体：其中有许多自由电子，它们在晶格之间像气体分子那样 运动。自由电子的运动在导电固体的导热中起主导作用。 （ 3 ） 非导电固体： 导热是通过晶格结构的振动所产生的弹性波来实现的， 即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。 （ 4 ）液体的导热机理：存在两种不同的观点：第一种观点类似于气体， 只是复杂些，因液体分子的间距较近，分子间的作用力对碰撞的影响比气 体大；第二种观点类似于非导电固体，主要依靠弹性波（晶格的振动，原 子、分子在其平衡位置附近的振动产生的）的作用。 说明：只研究导热现象的宏观规律。 2 、导热现象的基本规律 1 ）傅立叶定律（ 1822 年，法国物理学家） 如图 1-1 所示，一维导热问题，两个表面均维持均匀温度的平板导热。 根据傅立叶定律，对于 x 方向上任意一个厚度为 dx 的微元层，单位 时间内通过该层的导热量与当地的温度变化率及平板面积 A 成正比， 即
西安交通大学《传热学》第六章期末考试拓展学习8
西交《传热学》第六章单相对流传热的关联式前言各位同学，以下是西交《传热学》第六章单相对流传热的关联式的，单相对流传热试验关联式，这个标题提醒了我们这一章的主要学习内容：单相状态，对流传热，试验，关联式。
单相是指没有相变的发生，怎么理解呢，就是在传热过程中传热的双方的状态没有变化，比如说在一块冰融化的过程中就存在状态的变化。
试验，每一个理论的产生和技术的应用都要经过研究人员在大量试验的基础上加以总结，因此试验是一种的重要的研究手段，从实验中可以推算出该项试验现象遵循的试验方程式即试验关联式。
主要介绍单相对流传热的实验结果，本章将按内部流动、外部流动、大空间自然对流及有限空间自然对流的顺序展开讨论。
为了通过有限次数的实验测定而得出具有一定通用性的换热规律，在进行实验以及整理实验数据时，都必须遵循一定的原则，即相似原理。
本章将先对相似原理进行较深入的介绍基础上，再逐一介绍各类具体的实验关联式。
一、微细尺度通道内的流动与换热及纳米流体换热简介产生背景：20世纪80年代初期由于高新科学技术的发展在机械、电子、控制与能源领域，一门新兴交叉学科－微机电系统（micro-electro-mechanical system-MEMS）迅速崛起。
这里的所谓“微”是指工作部件的特征尺度在1毫米（10－3 m）到微米（10－6 m）的尺度范围。
目前微型热交换器、微尺度作用器、微尺度控制器件、微尺度生物芯片等不少已经成为商业产品。
在这样微细尺度的通道内，流体的流动与热交换出现了许多与常规尺度通道中的流动与传热过程不同的特点（统称为尺度效应，size effects）。
微细尺度传热学的研究也成为传热学研究的一个前沿重要分支领域。
气体在微细尺度通道中流动时，气体分子的平均自由程λ与通道的特征尺度L（对圆管取为直径）之比称为Knudsen（努森）数，是表征流动区域的重要参数：KnLλ=根据Kn数大小的不同，可以将气体的流动划分为以下四个区域连续介质区(continuum region)：0.001Kn≤根据Kn数大小的不同，可以将气体的流动划分为以下四个区域连续介质区(continuum region)：0.001Kn≤速度滑移与温度跳跃区(velocity slip and temperature jump r egion)：0.0010.1Kn<<过渡区(transition region)： 0.110Kn <<自由分子区(free-molecular region)： 10Kn ≥Navier －Stokes 方程与能量方程以及无速度滑移（即固体壁面上流体速度等于当地的固体表面速度）与无温度跳跃即（固体壁面上流体的温度等于当地的固体表面的温度）边界条件仅适用于Knudsen 数小于 的连续介质区；在 0.0010.1Kn <<的范围内，上述控制方程仍然适用，但必须采用速度滑移与温度跳跃的条件；在过渡区与自由分子区基于连续介质假定而导出的Navier －Stokes 方程与能量方程不再适用，对流动与传热过程的数学描述需要采用基于分子动力论的有关原理与方程。
(完整版)传热学知识点总结
Φ-=BA c t t R 1211k R h h δλ=++传热学与工程热力学的关系：a 工程热力学研究平衡态下热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律， 传热学研究过程和非平衡态热量传递规律。
b 热力不考虑热量传递过程的时间，而传热学时间是重要参数。
c 传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。
传热学研究内容传热学是研究温差引起的热量传递规律的学科，研究热量传递的机理、规律、计算和测试方法。
热传导a 必须有温差b 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，不发生宏观的相对位移d 没有能量形式的转化热对流a 必须有流体的宏观运动，必须有温差；b 对流换热既有对流，也有导热；c 流体与壁面必须直接接触；d 没有热量形式之间的转化。
热辐射：a 不需要物体直接接触，且在真空中辐射能的传递最有效。
b 在辐射换热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能量形式的转化。
c ．只要温度大于零就有．．．．．．．．．能量．．辐射。
．．．d ．物体的．．．辐射能力与其温度性质．．．．．．．．．．有关。
．．．传热热阻与欧姆定律在一个串联的热量传递的过程中，如果通过各个环节的热流量相同，则各串联环节的的总热阻等于各串联环节热阻之和（I 总=I1+I2，则R 总=R1+R2） 第二章 温度场：描述了各个时刻．．．．物体内所有各点．．．．的温度分布。
稳态温度场：：稳态工作条件下的温度场，此时物体中个点的温度不随时间而变非稳态温度场：工作条件变动的温度场，温度分布随时间而变。
等温面：温度场中同一瞬间相同各点连成的面等温线：在任何一个二维的截面上等温面表现为肋效率：肋片的实际散热量ф与假设整个肋表面．．．处于肋基温度．．．．时的理想散热量ф0 之比 接触热阻 Rc :壁与壁之间真正完全接触，增加了附加的传递阻力 三类边界条件第一类：规定了边界上的温度值第二类：规定了边界上的热流密度值第三类：规定了边界上物体与周围流体间的表面．．传热系数．．．．h 及周围．．流体的温度．．．．．。
传热学知识点概念总结
传热学知识点概念总结传热学是研究热量传递的科学，主要涉及热传导、热辐射和对流传热三个方面。
下面将对传热学中的一些重要知识点进行概念总结。
1.热传导：热传导是指物质内部由于分子或原子之间的相互作用而引起的热量传递。
热传导的速率与传热介质的导热性质有关，如导热系数、传热介质的温度梯度和传热介质的厚度。
2.热辐射：热辐射是指由于物体表面温度而产生的电磁辐射，无需经过介质媒质进行传热。
热辐射的能量传递与物体的温度和表面特性有关，如表面发射率和吸收率。
3.对流传热：对流传热是指通过流体的流动使热量传递的过程。
对流传热受到流体流动速度、温度差和流体介质的热传导性质的影响。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种形式。
4.导热系数：导热系数是描述材料导热性质的物理量，定义为单位厚度和单位温度梯度时的热流密度。
导热系数是描述热传导能力大小的重要参数，与物质的组成、结构和温度有关。
5.温度梯度：温度梯度是指在物体内部或空间中温度随着距离的变化率。
温度梯度越大，热传导的速率越快。
6.热阻：热阻是指单位时间内单位温差时热传导的阻力。
热阻与传热介质的导热系数和厚度有关。
可通过热阻来描述传热介质对热传导的阻碍程度。
7.热容量：热容量是指单位质量物质温度升高单位温度所需的热量。
热容量与物质的物理性质有关，如比热容和密度。
8.辐射强度：辐射强度是指单位时间内单位面积上辐射通过的能量。
辐射强度与物体的表面发射率和温度有关。
9.辐射传热：辐射传热是指由于物体表面发射和吸收辐射而进行的传热。
辐射传热受到物体表面发射率、吸收率、温度差和介质的辐射传递能力的影响。
10.热傅里叶定律：热傅里叶定律是描述物体内部热传导的定律，其表达式为热流密度与传热介质的导热系数、温度梯度和传热介质的横截面积成正比。
以上是传热学中一些重要的知识点的概念总结。
传热学的研究对于理解和应用热量传递过程具有重要意义，可广泛应用于工程领域的热处理、热能转化和热工学等方面。
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西交09春学期《动力测试技术》第四章拓展资源
引言
温度是科学研究和工业生产中应用极为普遍又极其重要的热工参数。
无论是在动力、机械、化工、冶金、制冷以及电子、医药、食品、航天等工业部门，还是国防、科学研究领域里，都有大量的温度测量问题。
可以说它是国民经济各部门都必不可少的的。
那么究竟什么是温度？用什么方式来表示温度？我们如何衡量温度的高低？工业生产中常用的测温方法有哪些？本章将为我们一一解释这些问题。
一、温度、温标及常用测温方法
①、摄氏温标
②、国际温标
③、华氏温标
华氏温标规定纯水的冰点为32度， 沸点为212度，两点间等分为180格，每小格为华氏1度，记为1℃ 。
华氏温标、摄氏温标、国际温标三者间的变换公式为：
)32(9
5
-=
F C ； 15.273+=C K 上述公式中，C —摄氏温度； F —华氏温度； K —国际温度。
２．常用测温方法
二、热电偶温度计
１．热电偶测温原理
由两种不同的导体（或半导体）组成的闭合回路，当两导体Ａ和Ｂ的两个结点处温度不同时，则回路中产生热电势。
热电偶就是利用这个原理工作的。
2、热电偶的基本定律
A 、中间温度定律
应用热电偶实际测温时，工作端和参考端有时会很长。
根据中间温度定律，可以用补偿导线连接加长热电偶。
在一定范围内（0℃--150℃）补偿导线具有和所连接热电偶相同的热电性质。
若热电偶与动圈仪表配套使用时，如果冷端温度比较恒定，测量精度要求不高时，可将动圈仪表的机械零点调至热电偶冷端温度，这相当于在输入电势之前就给仪表输入一个补偿热电势。
见下图。
B、中间导体定律
回路中加入第三种导体，只要加入的导体两端温度相同，则对回路的热电势没有影响。
根据中间导体定律，可以用开路热电偶对液态金属或金属壁面测温。
具体应用见下图。
３．标准化热电偶
标准化热电偶指已大量生产和使用，工艺稳定，性能符合专业标准或国家标准，具有统一分度表的热电偶。
隔爆式热电偶（左图）
工作原理和基本结构
隔爆热电偶和可拆卸热电偶
的结构、原理基本相同，所区别的
是，隔爆型产品接线盒（外壳）在
设计上采用防爆特殊结构，接线盒
用高强度铝合金铸而成，并具有足
够的内部空间、壁厚和机械强度，
橡胶密封圈的热稳定性均符合国家
防爆标准。
所以，当接线盒内部的
爆炸性混合气体爆炸时，其内压不会破坏接线盒，而由此产生的热能不能向外扩散－－传爆。
由于产品采用上述防爆特殊结构，使产品完全符合使用在dⅡBT4防爆类别范围内，只要用户严格遵守产品使用规则，产品就能达到可靠的防爆效果。
三、热电阻测温
热电阻测温法是利用导体或半导体的电阻率随温度变化而变化的物理特性实现温度的测量。
可拆卸式热电阻（如左图）
四、热电偶及热电阻的测温电路
热电偶的输出电势较小，仅为几毫伏或几十毫伏，因此特别要注意防止周围电磁场的干扰，要根据所用的测试线路对所测热电势适当放大。
在测定缓变温度时，可选用模拟低通滤波或积分式模数转换器和数字滤波器，以防止干扰。
在测定快速变化的温度时，要注意热电偶输出的时域波形会滞后于实际温度，有的可达10s以上。
热电阻是电阻输出型感温元件，因此大多数热电阻测温电路均是电桥型的。
五、热电偶和热电阻的校验
热电偶、热电阻以及由它们组成的测温系统，在使用前和使用中都需要进行校验（称为标定）。
校验的目的：a.核对热电偶的热电势——温度曲线和热电偶的电阻——温度曲线是否符合标准。
b.标定非标准热电偶的热电势——温度曲线；
c.确定测量系统的系统误差并加以修正。
校验的方法有定点法和比较法。
对工业热电偶和热电阻较多采用比较法。
若热电偶经校验，发现误差超出规定范围时，可将原来的热端剪去一段，重新焊接后再校验。
六、其他测温计
1、辐射高温计
WFT-202型辐射高温计（如左图）是非接触式简易辐射测温仪
表，它是根据物体的热辐射效应原理来测量物体表面温度的。
它适
用于冶金、机械、硅酸盐及化学工业部门中连续测量各种熔炉、高
温窖、盐浴池等场合的温度，以及用于其它不适宜装置热电偶的地方。
配合适当的显示仪表，可以指示、记录或自动调节被测温度。
仪表为固定安装式，感温器可在10～80℃的 环境下使用，在环境温度超过80℃或空气介质中含有水蒸气、烟雾时可借助于水冷、通风等辅助装置来降低环境温度，吹净测量通道中的烟气，以减小测量误差。
感温器辅助装置分轻型和重型两种。
重型是使用在环境恶劣的情况下，为了防止被测炉窖中的火焰或高温炉气从测量通道喷出而灼伤仪器，设置了火焰防护装置，能在发生危险时自动动作，保护仪器并发出报警信号。
测量范围和误差
2、精密光学高温计
WGJ-01型精密光学高温计（如左图）是用于高温测量的精密仪器，能在900～3200℃温度范围内精确地进行温度测量和温标传递，因此能适用于一系列实验热工学温度的研究，例如熔点热容量、相变点的测定以及各种最新能量反应的研究等，同时也适合工业温度精密测量。
成套仪器包括检测器和指示仪表，读数迅速、使用
方便。
电源采取交直流两用。
一般情况下建议采用交流220V ，在采用直流电源时需另配直流指示仪表。
主要技术指标。