工程传热学双语 四川大学Chapter 2-2.3&2.4
传热学3-2
m
) f (Bi, Fo) x 平板中心的过余温度 0
f (Bi,
x
m t m t
9/39
传热学 Heat Transfer
( x, ) ( x, ) m ( ) ; 0 m ( ) 0
m ( ) f (Bi, Fo) 0
x
)
x
( x, ) m ( )
1.0
1 Bi 1 0 Bi
x
1.0 0.0 1.0 0.0
x
x
0.0
t x t
不同时刻同一位臵的
( x, ) m ( )
完全一样，意味什么？
辅图特点：横坐标―对数坐标 纵坐标―直角坐标
1 2 1 2
1 2
统一表达式：
( x, ) A exp 12 Fo f 1 0
8/39
传热学 Heat Transfer
三、正规状况阶段的实用计算方法
1.采用近似拟合公式Campo方法 ( x, ) A exp 12 Fo f 1 0 见教材表3-1 、 3-2、3-3 2.采用Heisler图等计算图线 对于无限大平板按如下公式和图3-7、3-8和3-9 计算。 ( x, ) ( x, ) m ( ) 0 m ( ) 0
令
x 4a
erf ( ) 0
说明：(1) 无量纲温度仅与无量纲坐标 有关 (2) 一旦物体表面发生了一个热扰动，无论经历多么短的 时间无论x有多么大，该处总能感受到温度的化。 (3) 但解释Fo,a 时，仍说热量是以一定速度传播的，这 是因为，当温度变化很小时，我们就认为没有变化。 26/39
工程热力学与传热学(英文) 第10章 对流换热
Assume
• The fluid is incompressible • Constant properties (density, viscosity, thermal
的热量传递现象。
2. Newton’s law of cooling（牛顿冷却公式）
Ah(t w t f ) q h(tw t f ) ht
若流体被加热： t tw t f 若流体被冷却： t t f tw
流动方向 u∞
tf
u
t
tw
Φ
wall
平壁上的对流换热
Boiling and condensation convection heat transfer （有相变的换热（沸腾, 凝结））
fluid motion induced by vapor bubbles generated at the bottom of a pan of boiling water
湍流边界层 层流底层：导热
湍流核心区：对流
主流区
u∞
u∞ tf
u∞
u
u δ
层流底层 q
对流 导热
0 层流边界层 过渡区 湍流边界层
x
Example Air-- the flow of low-viscosity fluid at high velocities is typically turbulent.
u v 0 x y
( u
工程热力学与传热学(双语) 第4章 习题PPT
5. 某绝热刚性容器中盛有1kg的空气，初温T1=300K。 现用一搅拌器扰动气体，搅拌停止后，气体达到
终态T2=350K。试问： （1）该过程是否可能？
（2）若可能，是否为可逆过程？
空气熵变计算公式为 s 0.716ln T2 0.287ln v2 。
T1
v1
习题课 判断过程的方向性
6. 某静设备流入空气量为2kg/s，压力p1=0.4MPa， 温度t1=20℃；流出气流分为两股，第一股流量为 0.8kg/s，压力p2=0.1MPa，温度t2=50℃；第二股 流量为1.2kg/s，压力p3=0.15MPa，温度t3=0℃， 试判断该绝热稳定流动过程能否实现？ 空气熵变计算公式为：
习题课 卡诺循环，热效率计算
11. 某蒸汽发电厂工作在1650℃的高温热源（锅炉炉膛燃气 温度）和15℃的低温热源（河水中引来的循环水）之间， 求：（1）动力厂按卡诺循环工作时的热效率。若产生 1000000 kW的功率，此时吸入热流量和放出热流量各为 多少？ （2）如果动力厂的实际热效率只有40%，同样产生 1000000 kW的功率时，其吸入热流量和放出热流量又各 为多少？
Tutorial
Judge the direction of processes
12. An inventor claims to have devised a heat pump which exchange
作功能力的损失。
习题课 典型不可逆过程有用能损失的计算
10. 将p1=0.1MPa，t1=250℃的空气定压冷却到 t2=80℃, 求：
（1）单位质量空气放出的热量中有用能为多少？ （2）设环境温度为27℃，若将此热量全部放给
环境，则有用能损失为多少？ 假设 cp=1.004 kJ/(kg.K)。
工程热力学知到章节答案智慧树2023年四川大学
工程热力学知到章节测试答案智慧树2023年最新四川大学绪论单元测试1.热力发电属于热能的（）。
参考答案:动力利用第一章测试1.与外界只发生质量交换而无热量交换的热力系统称为（）。
参考答案:开口系统2.如果环境压力为100kPa，相对压力为70kPa，则绝对压力为（）。
参考答案:170 kPa3.热力学中一般规定，系统对外界做功为（），系统从外界吸热为（）。
参考答案:正/正4.T-s图上，可逆过程线与s轴围成的面积表示（）。
参考答案:热量5.工质经历一个循环后回到初始状态，其熵（）。
参考答案:不变6.稳定状态（）是平衡状态，而平衡状态（）是稳定状态。
参考答案:不一定/一定7.在p-v图上，任意一个正向循环其（）。
参考答案:压缩功小于膨胀功8.在T-s图上，任意一个逆向循环其（）。
参考答案:吸热小于放热9.容积变化功定义式的适用条件是____过程。
参考答案:null10.经历一个不可逆循环，工质不能恢复到原来的状态（）。
参考答案:错第二章测试1.公式的适用条件是（）。
参考答案:任意工质，可逆过程2.热力学第一定律阐述了能量转换的（）。
参考答案:数量关系3.下列哪些项属于开口系统的技术功范围（）。
参考答案:内部功;进出口的势能差;进出口的动能差4.外部储存能是（）。
参考答案:有序能5.热力学能是（）参考答案:无序能;状态量6.理想气体等温压缩过程，其焓变化量（）。
参考答案:为零7.稳定流动能量方程适用于下列哪些稳定运行的机械设备（）。
参考答案:压气机;锅炉;燃气轮机;蒸汽轮机8.充满空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后取空气为系统，则有（）。
参考答案:Q＞0，∆U＞0，W=09.工质流经开口系统时存在流动功，流动功（）状态参数。
参考答案:是10.一定量在水，在自然界中从海水中蒸发为云，一定气候条件下形成雨雪降落，凝结成冰，冰雪融化后又流入江河，最后汇入大海，回到初始状态。
经历了整个循环后，水的热力学能和焓的变化为（）参考答案:热力学能和焓均不变11.气体吸热后，热力学能一定增加。
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。
由于电磁波只育請线传播，所以只有两个物体相互看得见的咅盼才能发生辐射换热。
黑体热辐射公式：实际物体热辐射：3. 传热过程及传热系数：热量从固壁一则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。
工程热力学与传热学(英文) 第9章 热传导
自由电子等微观粒子的热运动而进行的热量传递过程。
2. Temperature field （温度场） Temperature distribution of material at the
moment of τ （在某一时刻τ，物体内所有各点的温度分布）
氢，氦的导热系数高。
Solid：
Good electrical conductors are almost always good heat conductors
3. Thermal conductivities of gases, liquids, and solids （不同物体的导热系数）
gases~ insulation materials < liquids << metals
Gas ✓ The values is small：0.006—0.6 W/(m.K) ✓ Mechanism：heat transfer result from the random
motion of molecules and collisions each other. （气体分子不规则的热运动和相互碰撞而产生的热量传递）
✓ Influence factor： • increases with temp & • decreasing MW (molecular weight)
t
t-∆t
x
∆x dA
q
9-1-2 Conduction law（导热基本定律）等温线，温度梯度，热流
1. Fourier’s law of heat conduction（导热基本定律）
工程热力学与传热学 第十三章 传热学绪论
第十三章 绪论
• 第一节 传热学的研究对象 • 第二节 热传递的三种基本方式 • 第三节 导热过程、对流换热过程、辐射 导热过程、对流换热过程、 换热过程和传热过程
第一节 传热学的研究对象 传热学是研究热量传递规律 传热学是研究热量传递规律的科学 热量传递规律的科学
（以及热量传递的机理、规律、计算和测试方法） 以及热量传递的机理、规律、计算和测试方法） 满足或确定设备所应有的热传递速率， 满足或确定设备所应有的热传递速率， 确保设备所要求的温度分布； 确保设备所要求的温度分布； t=f(x,y,z,τ)，以满足该设备的技术要求。 t=f(x,y,z,τ)，以满足该设备的技术要求。
热量传递过程的推动力： 热量传递过程的推动力：温差
凡是有温度差的地方就有热量传递； 凡是有温度差的地方就有热量传递； 热量传递是自然界和生产技术中一种非常普遍的现象。 热量传递是自然界和生产技术中一种非常普遍的现象。
工程热力学和传热学之间的联系与区别 热力学与传热学之间的联系 都以热现象为研究对象， (1) 都以热现象为研究对象，研究热能的传递与转换过程中的基 本规律； 本规律； 热力学的基本定律， (2) 热力学的基本定律，也是传热学的基础 热力学与传热学之间的区别 工程热力学着重解决热力过程进行的条件、方向和深度, (1) 工程热力学着重解决热力过程进行的条件、方向和深度,研 究能量数量和质量方面的情况。 究能量数量和质量方面的情况。经典热力学不考虑能量传递 过程所需的时间。 过程所需的时间。 工程热力学主要研究可逆过程（ (2) 工程热力学主要研究可逆过程（冷、热介质温差无限小的情 况下），而传热学研究的一切热量传递过程是不可逆过程。 ），而传热学研究的一切热量传递过程是不可逆过程 况下），而传热学研究的一切热量传递过程是不可逆过程。 (3) 工程热力学不仔细研究过程进行的不同时刻与设备的不同地 点上温度变化情况，而这是传热学感兴趣的话题。 点上温度变化情况，而这是传热学感兴趣的话题。
《传热学》第2章-稳态导热
控制方程
边界条件
x , t tw 2
t
dt 1 2 0 ( 1 bt ) c1 0 ( t bt ) c1 x c2 tw1 dx 2
代入边界条件，得:
1 1 2 2 ( t bt ) c 0 c , ( t bt 1 2 0 w2 w 2 ) c1 c 2 0 w1 2 w1 2 1 2 c ( t bt 2 0 w1 w1 ) 2 t w1 t w 2 1 c [ 1 b( t w1 t w 2 )] 0 1 2
tw 2 tw3
2
tw3 tw4
3
tw1 tw4 tw1 tw4 3 相加可得： q R ,1 R ,2 R ,3 R ,i
i 1
例2-1：有一锅炉炉墙，三层，内层为230mm的耐火 砖层，中间为50mm厚的保温层，外层为240mm的 红砖层，导热系数分别为1.10 W/(m.K) ，0.072 W/(m.K) ，0.58W/(m.K)，已知炉墙内外表面温度 为500℃与50℃，求炉墙的导热热流密度和红砖墙的 最高温度。
第二章 稳态导热
Steady-State Conduction —— One Dimension
主要内容
掌握稳态导热。
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4 §2-5 §2-6
通过平壁的导热 通过复合平壁的导热 通过圆筒壁的导热 具有内热源的平壁导热 通过肋片的导热 通过接触面的导热
对各层直接应用单层大平壁的热量计算式 tw1 tw 2 tw1 tw 2 第一层平壁 : q1 , 变换 : q1 R ,1 t w1 t w 2 1 R ,1
工程热力学与传热学chapter4The Second Law of Thermodynamics
The use of the second law of thermodynamics is not limited to identifying the direction of processes, however. The second law also asserts that energy has quality as well as quantity. The first law is concerned with the quantity of energy and the transformations of energy from one form to another with no regard to its quality. Preserving the quality of energy is a major concern to engineers, and the second law provides the necessary means to determine the quality as well as the degree of degradation of energy during a process. As discussed later in this chapter, more of high-temperature energy can be converted to work, and thus it has a higher quality than the same amount of energy at a lower temperature.
4-1 Irreversible process
热功转换模 拟图
１)热—功转换的方向性
4-1 Irreversible process
工程热力学与传热学(英文) 第8章 热量传递的基本方式
Basic Modes of Heat Transfer（热量传递的基本方式） Conduction（热传导） Convection（热对流） Radiation（热辐射）
Condensation of water vapor on the outer surface of a cold water pipe
8-3 Radiation（热辐射）
8-3-1 Some definitions（热辐射的有关概念）
1. 辐射：是指物体受某种因素的激发而向外发射
辐射能的现象。
（水桶内灼热钢棒的冷却过程）
Thermodynamics
• To predict the final equilibrium temperature of the steel bar-
water combination.（钢棒和水这一体系最终的平衡温度）
• To predict the energy transferred during the process.
8-2 Convection Heat Transfer（热对流）
8-2-1 热对流和对流换热
1. Convection（对流） 是指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现象。
2. Convection heat transfer（对流换热）
流体流过另一个物体表面时， 流动方向 u∞
t
A
d
t
t A
w1
t
w2