第一章传热学基本概念
蒸汽动力装置基本特点
1、热源,冷源 2、工质(水,蒸 汽) 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、 膨胀做功、放热)
过热器 锅 炉
汽轮机
发电机
凝 汽 器
给水泵
图1-2 蒸汽动力装置
• 具有一定动能的蒸汽推动叶片,使轴 转动作功。 • 作功后的乏汽从汽轮机进人冷凝器, 被冷却水冷凝成水,并由泵加压送入 锅炉加热。 • 如此周而复始,通过锅炉、汽轮机、 冷凝器等不断把燃料中的化学能转变 而来的热能中的一部分转变成功,其 余部分则排向环境介质。
第一章 基本概念
1-1 热能在热机中转变成机械能的过
程 1 -2 1 -3 1 -4 1 -5 1 -6 1 -7
热力系统 工质的热力学状态及基本状态参数 平衡状态、状态方程式、坐标图 工质的状态变化过程 过程功和热量 热力循环
1-1 热能在热机中转变成机械能 的过程
热力工程利用矿物燃料的化学能 燃烧产生热能转变为机械能 蒸汽动力装置
• 热力系统 • 系统:用界面从周围的环境中分割 出来的研究对象,或空间内物体的 总和。 • 外界:与系统相互作用的环境。 • 界面:假想的、实际的、固定的、 运动的、变形的。
• 依据:系统与外界的关系,系统 与外界的作用: • 热交换、功交换、质交换。
常见的热力系统有四类:
(1)闭口系统——系统内质量保持恒定不变
热力系统: 为分析问题方便,和力学中取分离 体一样,热力学中常把分析的对象从周 围物体中分割出来,研究它与周围物体 之间的能量和物质的传递。 这种被人为分割出来作为热力学分 析对象的有限物质系统叫做热力系统, 周围物体统称外界。 系统和外界之间的分界面叫做边界。 边界可以是实际存在的,也可以是假想 的。
同样的研究对象内燃机: 1.内燃机在气缸进废气阀门都关闭时 ,取封闭于气缸内的工质为系统就是 闭口系统; 2.把内燃机进、排气及燃烧膨胀过程 一起研究时,取气缸为划定的空间就 是开口系统。
简单可压缩系:
在热力工程中,热力系是由可压缩流体 (如水蒸气、空气、燃气等)构成的。 这类热力系若与外界可逆的功交换只有 体积变化功(膨胀功或压缩功)一种形 式,则该系统称为简单可压缩系。
温度是物体冷热程度的标志
经验告诉我们,若令冷热程度不同的两个 物体A和B相互接触,它们之间将发生能量 交换,净能流将从较热的物体流向较冷的 物体。
经过一段时间后.它们达到相同的冷热程 度,不再有净能量交换,这时物体A和物 体B达到热平衡。
当物体C同时与物体A和B接触而达到热平 衡时,物体A和B也一定热平衡。
热能动力装置的工作过程可概括成:
• 工质自高温热源吸热,
• 将其中一部分转化为机械能而作功, • 并把余下部分传给低温热源。
动力循环简图
Thermal efficiency
Q1
热机 Q2
低温热源
热效率
高温热源
W
1-2 热力系统
工质——实现热能和机械能互相转化的 媒介物质。 热源——向给定系统提供式获取热量的 物体,其作用就是一个热源或冷源(又称 低温热源) 热力系统——被一封闭边界面包围的物 质的任一集合或空间的任一区域(控制体)
1-3 状态及状态参数
1.状态——某一时刻,热力系统中工质所 处的某种宏观状况,是全部宏观性质的综 合,又称热力学状态 2.状态参数——从各个不同方面描述工质 状态的物理量
状态参数的特征
• 特征:状态参数的微分是一个 全微分
2 d x x x 或 d x 0 1 2 1
• 状态参数的这一特性表现在数 学上是点函数,其微元差是全 微分,而全微分沿闭合路线的 积分等于零。
因此蒸汽的膨胀过程是发生在有宏观运 动时。
火力发电装置基本特点
1、热源,冷源 2、工质(水,蒸 汽) 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、 膨胀做功、放热)
过热器 锅 炉
汽轮机
发电机
凝 汽 器
给水泵
3. 其他型式的热机可能还有另外的方式 和特性。
4. 但是概括地看来,无论哪一种动力装 置,总是用某种媒介物质从某个能源 获取热能从而具备作功能力并对机器 作功,最后又把余下的热能排向环境 介质。
(2)开口系统——系统与外界有能量和 物质交换 开口系统的特点:
开口系统中的能量和质量都可以变化, 但这种变化通常是在某一划定的空间范 围内进行的,所以开口系统又叫做控制 容积,或控制体。
• 闭口系统和开口系统(按系统与 外界有无物质交换) • 闭口系统:系统内外无物质交换, 称控制质量。 • 开口系统:系统内外有物质交换, 称控制体积。
强度量和广延量 • 压力和温度这两个参数与系统质 量的多少无关,称为强度量。 • 体积、热力学能、焓和熵等与系 统质量成正比,具有可加性,称 为广延量。
• 但广延量的比参数,例如比 体积、比热力学能、比焓和 比熵,即单位质量工质的体 积、热力学能、焓和熵,又 具有强度量的性质,不具有 可加性。
基本状态参数介绍 • 一. 温度及热力学第零定律 • 热力学第零定律: 无论多少个 物体互相接触都能达到热平 衡。 • 温标: 表示温度高低的尺度叫 温度标尺,简称温标。
系统划分的方法 • 1.把整个蒸汽动力装置划作一 个热力系统,计算它在一段 时间内从外界投入的燃料, 向外界输出的功,以及冷却 水带走的热量等。这时整个 蒸汽动力装置中工质的质量 不变,是闭口系统
2.倘若只分析其中某个设备,如汽 轮机或锅炉中的工作过程,它们 不仅有吸热作功等能量交换过程 ,而且有工质流进流出的物质交 换过程。这时如取汽轮机或锅炉 为划定的空间就组成开口系统。
图1-1气缸与活塞
• 燃料和空气的混合物在气缸中燃 烧,释放热能,燃气的温度、压 力大大高于周围介质的温度和压 力而具备作功的能力。
• 它在气缸中膨胀作功; • 推动活塞,气体的能量通过曲柄 连杆机构传给装在内燃机曲轴上 的飞轮,转变成飞轮的动能; • 飞轮的转动带动曲轴,向外输出 轴功,同时完成活塞的逆向运动, 排出废气,为下一轮进气作好准 备。
mc BT 2
2
当这一性质相同时,它们之间达到热平 衡。这一宏观物理性质称为温度。 从微观上看,温度标志物质分子热运动 的激烈程度。对于气体,它是大量分子 平移动能平均值的量度,其关系式为:
mc BT 2
2
mc 2
2
BT
(1-1)
式中:T是热力学温度;B=(3/2)k, k=(1.380058 + 0.000012)×10-23J/K是玻尔 兹曼常数;是分子移动的均方根速度。
• 每经过一定的时间间隔,空气和 燃料即被送入气缸中,并在其中 燃烧、膨胀,推动活塞作功。 • 活塞不断地往复运动,曲轴则连 续回转。飞轮从气体那里所得到 的能量,除了部分作为带动活塞 逆向运动所需的能量外,其余部 分传递给工作机械加以利用。
• 排出的废气把一部分燃料化学能 转换来的热能排向环境大气 。
空气、油 废气
吸气
压缩 点火
膨胀
排气
内燃机装置基本特点
1、热源,冷源 2、工质(燃气) 3、膨胀做功 4、循环 (加压、加热、 膨胀做功、放热)
2. 蒸汽动力装置中:
工质的吸热、膨胀、冷凝等过程分别发 生在不同的设备里, 而且蒸汽虽然在进入喷管时速度较低(20 ~50 m/s),但膨胀后冲出喷管时蒸汽 的速度却很大(500~1200 m/s),
工程热力学讨论的大部分系统都是简单 可压缩系。
• 根据系统内部状况划分: • 可压缩系统:由可压缩流体组成的系 统。 • 简单可压缩系统:与外界只有热量及 准静态容积变化。 • 均匀系统:内部各部分化学成分和物 理性质都均匀一致的系统,是由单相 组成的。 • 非均匀系统:由两个或两个以上的相 所组成的系统。
工质———我们把实现热能和机械能相 互转化的媒介物质叫做工质; 热源———把工质从中吸取热能的物系 叫做热源,或称高温热源;把接受工质 排出热能的物系叫做冷源,或称低温热 源。热源和冷源可以是恒温的,也可以 是变温的。
1. 如利用燃气轮机的高温排气作热源在 余热锅炉里加热水,由于热源的热容 量不是无穷大,故而热源(燃气轮机 的排气)的温度不断下降,是变温热 源。 2. 又如用环境大气作冷源,由于其热容 量非常大,故可以认为是恒温热源。
工程热力学不深入研究各种热机的具体 结构和各自的们构造不同,工作 特性不同。例如, 1. 活塞式内燃机的燃烧、膨胀、压缩和 排气都发生在气缸内,而且可以说气体 的膨胀过程发生在气体无宏观运动的状 况下;
内燃机装置
internal combustion engine
上述整套设备 为热动力装置 内燃动力装置
• 在当今热力工程所利用的热源物 质主要是矿物燃料。 • 从燃料燃烧中得到热能,以及利 用热能得到动力的整套设备(包 括辅助设备),统称热能动力装 置。
• 内燃机的主要部分为气缸、活塞 (图1-1) 内燃机工作时,活塞作往 复运动.由于这一运动并借助于连 杆和曲柄使内燃机曲轴转动,以带 动工作机器。
• 单元系统:一种均匀的和化学成分 不变的物质组成的系统。 • 多元系统:由两种或两种以上物质 组成的系统。 • 单相系:系统中工质的物理、化学 性质都均匀一致的系统称为单相系。 • 复相系:由两个相以上组成的系统 称为复相系,如固、液、气组成的 三相系统。
• 注意: • 系统的选取方法仅影响解决问题 的繁复程度,与研究问题的结果 无关。
(3)绝热系统——系统与外界无热量交 换 当热力系统和外界间无热量交换时,该 系统称为绝热系统。
(4)孤立系统——系统与外界即无能量 交换又无物质交换
孤立系统的特点: 1. 热力系统和外界无能量交换, 2. 热力系统和外界也无物质交换。 3. 孤立系统的一切相互作用都发生在 系统内部。
• 绝热系统与孤立系统 • 绝热系统:系统内外无热量交换 (系 统传递的热量可忽略不计时,可认 为绝热) • 孤立系统:系统与外界既无能量传 递也无物质交换 • =系统+相关外界=各相互作用的子系 统之和= 一切热力系统连同相互作用 的外界 •
传热学 知识点 概念 总结
一、参考书目:传热学A 《传热学》杨世铭、陶文铨,高等教育出版社,2006年二、基本要求1. 掌握热量传递的三种方式(导热、对流和辐射)的基本概念和基本定律;2. 能够对常见的导热、对流、辐射换热及传热过程进行定量的计算,并了解其物理机理和特点,进行定性分析;3. 对典型的传热现象能进行分析,建立合适的数学模型并求解;4. 能够用差分法建立导热问题的数值离散方程,并了解其计算机求解过程。
三、主要知识点第一章绪论:热量传递的三种基本方式;导热、对流和热辐射的基本概念和初步计算公式;热阻;传热过程和传热系数。
第二章导热基本定律和稳态导热:温度场、温度梯度;傅里叶定律和导热系数;导热微分方程、初始条件与边界条件;单层及多层平壁的导热;单层及多层圆筒壁的导热;通过肋端绝热的等截面直肋的导热;肋效率;一维变截面导热;有内热源的一维稳态导热。
第三章非稳态导热:非稳态导热的基本概念;集总参数法;描述非稳态导热问题的数学模型(方程和定解条件);第四章导热问题的数值解法:导热问题数值解法的基本思想;用差分法建立稳态导热问题的数值离散方程。
第五章对流换热:对流换热的主要影响因素和基本分类、牛顿冷却公式和对流换热系数的主要影响因素;速度边界层和热边界层的概念;横掠平板层流换热边界层的微分方程组;横掠平板层流换热边界层积分方程组;动量传递和热量传递比拟的概念;相似的概念及相似准则;管槽内强制对流换热特征及用实验关联式计算;绕流单管、管束对流换热特征及用实验关联式计算;大空间自然对流换热特征及对流换热特征及用实验关联式计算。
第六章凝结与沸腾换热:凝结与沸腾换热的基本概念;珠状凝结与膜状凝结特点;膜状凝结换热计算;影响膜状凝结的因素;大容器饱和沸腾曲线;影响沸腾换热的因素。
第七章热辐射基本定律及物体的辐射特性:热辐射的基本概念;黑体、白体、透明体;辐射力与光谱辐射力;定向辐射强度;黑体辐射基本定律:普朗克定律,维恩定律,斯忒藩-玻尔兹曼定律,兰贝特定律;实际固体和液体的辐射特性、黑度;灰体、基尔霍夫定律。
传热学知识点总结
传热学知识点总结本文将围绕传热学的基本概念、传热方式、传热方程、传热实验和应用等方面进行详细的介绍和总结,以便读者更好地了解传热学的相关知识。
一、传热学的基本概念1. 热量传递热量传递是指物体内部或物体之间由于温度差异而产生的热量的传递过程。
热量的传递方式主要有传导、对流和辐射三种。
2. 传热方程传热方程描述了物体内部或物体之间热量传递的数学关系,是传热学的基础理论。
传热方程一般包括传热率、温度差和传热面积等参数,可以用来计算热量传递的速率和大小。
3. 传热系数传热系数是描述物体材料对热量传递率影响的重要参数,通常用符号h表示。
在物质传热过程中,传热系数的大小直接影响热量的传递速率。
4. 传热表面积传热表面积是指在热量传递过程中热量流经的表面积,是计算热传递速率的重要参数。
传热表面积的大小与物体的形状和大小有关,也与传热方式和传热系数有关。
5. 热传导热传导是一种物质内部热量传递的方式,指的是热量通过物质内部原子、分子之间相互作用的传递过程。
热传导是传热学的基本概念之一。
6. 热对流热对流是一种物体表面热量传递的方式,指的是热量通过流体传递到物体表面,然后再由物体表面传递到其它介质的传热过程。
7. 热辐射热辐射是一种通过电磁波传递热量的方式,是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。
热辐射是传热学的另一个基本概念之一。
二、传热方式1. 传导传热传导传热是指热量通过物质内部的原子、分子的直接作用而传递的方式。
在传导传热过程中,热量的传递是从高温区向低温区进行的,其传热速率与温度差和物质的传热系数有关。
2. 对流传热对流传热是指流体传热传递的方式,包括自然对流和强制对流两种。
在对流传热过程中,流体的流动是热量传递的主要形式,其传热速率与流体的流速、温度差和传热面积有关。
3. 辐射传热辐射传热是通过电磁波传递热量的方式,是物体之间没有接触的情况下进行热量传递的重要方式。
在辐射传热过程中,热量的传递不依赖于介质,而是通过电磁波的辐射进行的。
传热学名词解释与简答题
简述导热问题的求解方法。
稳态导热问题:采用傅里叶定 律和热传导方程求解
非稳态导热问题:采用热传导 方程和热容率方程求解
复合材料导热问题:采用复合 材料导热系数和热容率方程求 解
辐射导热问题:采用辐射传热 方程和角系数求解
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传热方式
传导传热:通过固体物质内部的分子振动和电子运动来实现热量传递 对流传热:通过流体与固体表面之间的接触和摩擦来实现热量传递 辐射传热:通过电磁波辐射来实现热量传递 复合传热:以上三种传热方式的组合,如对流传热和辐射传热的组合
传热过程
传热方式: 传导、对 流、辐射
传热速率: 表示传热 过程快慢 的物理量
热力学第四定律: 卡诺定理,表示 在一个自发过程 中,系统的熵增 加与系统吸收的 热量成正比。
03 简答题
简述传热学的基本任务。
研究热量的传 递规律
探讨传热过程 中的能量转换
和传递机制
提高传热效率, 降低能耗
解决工程实践 中的传热问题, 如热处理、制
冷、空调等
简述对流换热的计算方法。
牛顿冷却公式:用于计算流体 与固体壁面之间的对流换热
原理:流体与固体表面之间的温度差导致流体流动,从而实现热量传递
影响因素:流体的种类、温度、流速、固体表面的形状和材质等 应用:空调、暖气、热水器等家用电器,以及工业生产中的换热器等设 备。
辐射换热
原理:热辐射的能量与温度、 波长和频率有关
定义:物体通过电磁波传递 热量的过程
应用:太阳能利用、室内采 暖、食品加工等领域
与其他传热方式的区别:不 需要介质,可以在真空中进
行
热力学第一定律和第二定律
热力学第一定律: 能量守恒定律, 表示在一个热力 学过程中,系统 吸收的热量等于 系统释放的热量。
(完整PPT)传热学
温度对导热系数的影响因材料而异,一般情况下,随着温度的升高, 导热系数会增加。
压力
对于某些材料,如气体,压力的变化会对导热系数产生显著影响。
稳态与非稳态导热过程
稳态导热
物体内部各点温度不随时间变化而变化的导热过程。在稳态导热过程中,热流 密度和温度分布保持恒定。
非稳态导热
物体内部各点温度随时间变化而变化的导热过程。在非稳态导热过程中,热流 密度和温度分布会发生变化,通常需要考虑时间因素对导热过程的影响。
热辐射基本概念和定律
普朗克定律
基尔霍夫定律
在热平衡状态的物体所辐射的能 量与吸收的能量之比与物体本身 物性无关,只与波长和温度有关。
给出了黑体辐射力随波长的分布 规律。
斯蒂芬-玻尔兹曼定律
黑体的全波长辐射力与温度的四 次方成正比。
热辐射定义
维恩位移定律
物体由于具有温度而辐射电磁波 的现象。
黑体的最大单色辐射力对应的波 长与绝对温度成反比。
流体物性
包括密度、粘度、导热系数等,影响流动状态和传热效率。
流动状态
层流或湍流,影响传热系数和温度分布。
传热表面形状和大小
影响流动边界层和传热面积,从而影响传热效率。
温度差
传热驱动力,温差越大,传热速率越快。
牛顿冷却定律及其应用
牛顿冷却定律
描述对流换热过程中,传热速率与温差之间的关系,即q = h(Tw - Tf),其中q为传热速率,h为对流换热系数,Tw和Tf 分别为壁面温度和流体温度。
(完整PPT)传热学
contents
目录
• 传热学基本概念与原理 • 导热现象与规律 • 对流换热原理及应用 • 辐射换热基础与特性 • 传热过程数值计算方法 • 传热学实验技术与设备 • 传热学在工程领域应用案例
传热学基本知识总结
传热学基本知识总结传热学是研究热能在物质中传递的科学,是物体内部的热平衡和热不平衡的原因和规律的研究。
传热学的基本知识涵盖了传热的基本概念、传热方式、传热导率与传热过程的数学描述等内容。
以下是对传热学基本知识的总结。
一、传热的基本概念1.温度:物体内部分子运动的程度的度量。
温度高低决定了热能的传递方向。
2.热量:物体之间由于温度差异而传递的能量。
热量沿温度梯度从高温区向低温区传递。
3.热平衡:物体内部各点的温度相等,不存在热量传递的状态。
4.热不平衡:物体内部存在温度差异,热量从高温区传递到低温区。
二、传热方式1.热传导:固体内部的分子传递热量的方式,通过分子的碰撞传递热量。
2.对流传热:液体或气体中,由于温度差异而产生的流动传递热量的方式。
3.辐射传热:热能通过电磁波的传播传递热量的方式,无需介质参与。
三、热导率热导率是物体传导热量的能力,用导热系数λ来衡量。
热导率取决于物质本身的性质,与物质的材料、温度有关。
热导率越大,物体传热能力越强。
四、传热数学描述1.热量传递方程:描述物体内部传热过程的数学方程,根据物体内部各点之间的温度差和传热方式的不同可以分为热传导方程、热对流方程和热辐射方程。
2.热导率公式:用来计算物体传热量的数学公式,通常与热导率、温度差、传热面积等物理量相关。
五、传热实例1.热传导:例如铁棒的两端被加热,热量通过铁棒内部分子的传递向另一端传递。
2.对流传热:例如空气中的对流传热,空气受热后变热上升,形成了对流传热。
3.辐射传热:太阳的辐射热量通过空间传递到地球表面,为地球提供能量。
在工程中,传热学常常运用于热工系统的设计和优化。
工程师可以通过对传热方式的研究和对材料热导率的了解,提高传热效率,减少能量损耗。
例如,在电子设备的设计中,通过优化散热结构和选择高热导率的材料,可以有效降低设备的温度,提高设备的工作效率和寿命。
传热学也广泛应用于暖通空调系统、汽车引擎、核反应堆等领域。
2-传热学基础
AT
4
对于两个相距很近的黑体表面,由于一 个表面发射出来的能量几乎完全落到另 一个表面上,那么它们之间的辐射换热 量为 :
A T1 Q
Q A (T T )
4 1 4 2
T2
实际物体辐射热流量
AT
4
其中Φ——物体自身向外辐射的热流量, 而不是辐射换热量; :物体的发射率(黑度),其大小与 物体的种类及表面状态有关。
2
—— 当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面 面积上、单位时间内所传递的热量
•h是表征对流换热过程强弱的物理量
影响h因素:流动原因、流动状态、流体物性、 有无相变、壁面形状大小等, 而且与流体的
流速有关
一般地,就介质而言:水的对流换热比 空气强烈;就换热方式而言:有相变的 强于无相变的;强制对流强于自然对流。 流动强制对流
1. 定义与特征 定义:流体中(气体或液体)温度不同 的各部分之间,由于发生相对的宏观运 动而把热量由一处传递到另一处的现象。 对流换热:流体与温度不同的固体壁间接触 时的热量交换过程 Convection heat transfer
对流换热的基本规律 -牛顿冷却公式
流体被加热时,q h(t w t f )
t f 1 t w1 Q A 1
t w1 t w 2
Q A1
Q A 2
t w 2 t w3
Q A2
1
2
t w3 t f 2
四式相加
t Q 1 2 1 1 1 Ak A1 A1 A 2 A 2 t f1 - t f2
表示成热阻的形式,有
Q A 1
t w1 t w 2
Q A1
Q A2
传热学第二版刘彦丰知识点总结
传热学第二版刘彦丰知识点总结传热学第二版是一本介绍传热学基础知识和应用的教材,它包含了许多重要的知识点。
第一章介绍了传热学的基本概念和热力学基础。
其中,热力学第一定律和第二定律是传热学中非常重要的概念,它们分别描述了热量守恒和热力学不可逆性原理。
此外,本章还介绍了传热学的三种传热方式:传导、对流和辐射。
第二章主要介绍了传热学中的传导现象和传导方程。
传导是指物质内部热量的传递,其传热方式与物质本身的性质密切相关。
本章还介绍了传导方程的推导及其解法,其中包括了稳态传热和非稳态传热的处理方法。
第三章介绍了对流传热,包括自然对流和强制对流。
自然对流是指由密度差异引起的流动,而强制对流是通过外界施加的力来引起的流动。
本章还介绍了对流传热的传热系数计算方法,以及流动和传热的相互关系。
第四章主要介绍了辐射传热,包括辐射的基本概念、辐射传热的特点和辐射传热方程的推导。
辐射传热是指通过电磁波的传递而实现的热量传递,其特点是不需要介质的存在,可以在真空中传递热量。
第五章介绍了传热学中的传热器件和传热系统。
传热器件是指用于传热的装置,如换热器、冷凝器、蒸发器等。
传热系统是由传热器件和其他组成部分组成的整体,如蒸汽发生器、冷却塔等。
本章还介绍了传热器件和传热系统的设计和优化方法。
第六章介绍了传热学中的传热实验和传热测量技术。
传热实验是通过实验手段来研究传热现象和参数的变化规律,其目的是为了建立传热理论和验证传热计算方法的正确性。
本章还介绍了传热测量技术的基本原理和方法,包括温度测量、热流量测量和热阻测量等。
传热学第二版是一本全面介绍传热学基础知识和应用的教材,涵盖了传热学的各个方面。
通过学习本书,读者可以深入了解传热学的基本概念、传热方式、传热方程和传热器件等,还可以学习传热实验和传热测量技术的基本原理和方法。
《传热学》第五版名词解释总结(沈阳建筑大学09级考试重点)
u 0, v 0, u f (r )径向分速度为零 x
2)层流紊流判别 Re=2300,Re 中的 u 为断面平均流速,定性尺寸为管径 3)管内流体平均温度:管断面流体平均温度;全管长流体平均温度(常热 流: (t1+t2)/2,t (t ' t ' ' ) / 2 常壁温:
传热学概念总结 ————————————第一章———————————————— 1)热量传递的动力:温差 2)热量传递的三种基本传递方式:导热,热对流,热辐射 3)导热:单纯的导热发生在密实的固体中 4)对流换热:导热+热对流 5)辐射换热:概念:物体间靠热辐射进行的热量传递过程称为辐射换热; 特点:伴随能量形式的转换(内能-电磁波能-内能) ,不需 要直接接触, 不需要介质, 只要大于 0k 就会不停的发射电 磁波能进行能量传递(温度高的大) 。 6)温度场:是指某一时刻空间所有各点的温度的总称 7)等温面:同一时刻,温度场中所有温度相同的点连接所构成的面 等温线: 不同的等温线与同一平面相交, 则在此平面上构成一簇曲线称 (注:不会相交不会中断) 8)温度梯度:自等温面上一点到另一个等温面,以该点的法线温度变化率 最大。以该点的法线方向为方向,数值也正好等于这个最 大温度变化率的矢量称为温度梯度 gradt(正方向朝着温度 增加的方向) 9)热流密度:单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度 10)热流矢量:等温面上某点,已通过该点最大的热流密度的方向为方向, 数值上也正好等于沿该方向热流密度的矢量称为热流密度 矢量(正方向高温指向低温)
4
3)
边界层:当具有粘性且能润湿壁面的流体流过壁面时粘滞力将制动 流体运动形成边界层
传热学讲义第一章—导热理论基础
第一章 导热理论基础本章重点:准确理解温度场、温度梯度、导热系数等基本概念,准确掌握导热基本定律及导热问题的基本分析方法。
物质内部导热机理的物理模型:(1)分子热运动;(2)晶格(分子在无限大空间里排列成周期性点阵)振动形成的声子运动;(3)自由电子运动。
物质内部的导热过程依赖于上述三种机理中的部分项,这几种机理在不同形态的物质中所起的作用是不同的。
导热理论从宏观研究问题,采用连续介质模型。
第一节 基本概念及傅里叶定律1-1 导热基本概念一、温度场(temperature field)(一)定义:在某一时刻,物体内各点温度分布的总称,称为即为温度场(标量场)。
它是空间坐标和时间坐标的函数。
在直角坐标系下,温度场可表示为:),,,(τz y x f t = (1-1)(二)分类:1.从时间坐标分:① 稳态温度场:不随时间变化的温度场,温度分布与时间无关,0=∂∂τt ,此时,),,(z y x f t =。
(如设备正常运行工况) 稳态导热:发生于稳态温度场中的导热。
② 非稳态温度场:随时间而变化的温度场,温度分布与时间有关,),,,(τz y x f t =。
(设备启动和停车过程)非稳态导热:在非稳态温度场中发生的导热。
2.从空间坐标分: ① 三维温度场:温度与三个坐标有关的温度场,⎩⎨⎧==稳态非稳态),,(),,,(z y x f t z y x f t τ ② 二维温度场:温度与二个坐标有关的温度场,⎩⎨⎧==稳态非稳态),(),,(y x f t y x f t τ∆tt-∆tgrad t③ 一维温度场:温度只与一个坐标有关的温度场,⎩⎨⎧==稳态非稳态,)()(x f t x f t τ 二、等温面与等温线1.等温面(isothermal surface):在同一时刻,物体内温度相同的点连成的面即为等温面。
2.等温线(isotherms):用一个平面与等温面相截,所得的交线称为等温线。
为了直观地表示出物体内部的温度分布,可采用图示法,标绘出物体中的等温面(线)。
《传热学》名词解释总结——考试专用
————————————第一章—————————————1)热量传递的动力:温差2)热量传递的三种基本传递方式:导热,热对流,热辐射3)导热:单纯的导热发生在密实的固体中4)对流换热:导热+热对流5)辐射换热:概念:物体间靠热辐射进行的热量传递过程称为辐射换热;特点:伴随能量形式的转换(能-电磁波能-能),不需要直接接触,不需要介质,只要大于0k就会不停的发射电磁波能进行能量传递(温度高的大)。
6)温度场:是指某一时刻空间所有各点的温度的总称7)等温面:同一时刻,温度场中所有温度相同的点连接所构成的面等温线:不同的等温线与同一平面相交,则在此平面上构成一簇曲线称(注:不会相交不会中断)8)温度梯度:自等温面上一点到另一个等温面,以该点的法线温度变化率最大。
以该点的法线方向为方向,数值也正好等于这个最大温度变化率的矢量称为温度梯度gradt(正方向朝着温度增加的方向)9)热流密度:单位时间单位面积上所传递的热量称为热流密度10)热流矢量:等温面上某点,已通过该点最大的热流密度的方向为方向,数值上也正好等于沿该方向热流密度的矢量称为热流密度矢量(正方向高温指向低温)11)傅里叶定律:适用于连续均匀和各项同性材料的稳态和非稳态导热过12)导热系数比较:金属大于非金属大于液体大于气体,纯物质大于含杂质的。
13)导热系数变化特点:气体随温度升高而升高,液体随温度升高而下降,金属随温度升高而下降,非金属保温材料随温度升高而升高,多孔材料要防潮。
14)导热过程完整的数学描述:导热微分方程+单值性条件。
15)单值性条件:几何条件(大小尺寸)+物理条件(热物性参数+热源有无等)+时间条件(是否稳态)+边界条件16)边界条件:第一类边界条件:已知任何时刻物体边界面上的温度值第二类边界条件:已知任何时刻物体边界面上热流密度第三类边界条件:已知边界面周围流体温度t和面界面与流体之间的表面传热系数h 17)热扩散率:a,表示物体被加热或被冷却时,物体部各部分温度趋向均匀一致的能力。
