工程热力学与传热学-第十三章-传热学绪论ppt课件.ppt

第十三章第十三章 绪论绪论 第十四章第十四章 导热导热 第十五章第十五章 对流换热原理对流换热原理 第十六章第十六章 各种对流换热过程的特征及计算公式各种对流换热过程的特征及计算公式 第十七章第十七章 辐射换热辐射换热 第十八章第十八章 传热过程与热交换器传热过程与热交换器 （共六章）（共六章） 第二篇第二篇 传传 热热 学学 Heat Transfer教材教材: :工程热力学和传热学工程热力学和传热学岳丹婷岳丹婷 大连海事大学出版社，大连海事大学出版社，20072007参考书参考书: :1. 1. 传热学传热学杨世铭杨世铭, ,陶文铨北京：高等教育出版社，陶文铨北京：高等教育出版社，200720072. 2. 传热学（重点难点及典型题精解）传热学（重点难点及典型题精解），王秋旺，王秋旺. . 西安：西安交通大学出版社，西安：西安交通大学出版社，20012001。深入提高：深入提高：1. 1. Heat TransferHeat TransferJ.P holaman-9th-9.ed 2002J.P holaman-9th-9.ed 20022. 2. 高等传热学高等传热学贾力等贾力等. . 北京：高等教育出版社北京：高等教育出版社 200320033. 3. 微米微米/ /纳米尺度传热学纳米尺度传热学刘静刘静. . 北京：科学出版社北京：科学出版社 20012001深入提高深入提高 - 参考书参考书:传热学部分传热学部分课程专业英语词汇课程专业英语词汇1. heat transfer 1. heat transfer 传热学传热学 2. heat conduction 2. heat conduction 导热导热3. convection heat transfer 3. convection heat transfer 对流换热对流换热 4. thermal radiation 4. thermal radiation 热辐射热辐射5. condensation heat transfer 5. condensation heat transfer 凝结换热凝结换热 6. boiling heat transfer 6. boiling heat transfer 沸腾换热沸腾换热7. number of heat transfer unit 7. number of heat transfer unit 传热单元数传热单元数 8. heat exchanger 8. heat exchanger 换热器换热器 9. temperature field 9. temperature field 温度场温度场 10. Fouriers law 10. Fouriers law 傅里叶定律傅里叶定律 11. Isothermal surface 11. Isothermal surface 等温面等温面 12. temperature gradient 12. temperature gradient 温度梯度温度梯度13. unsteady heat conduction 13. unsteady heat conduction 非稳态导热非稳态导热 14. Isotherms 14. Isotherms 等温线等温线15. lumped method 15. lumped method 集总参数法集总参数法 16. thermal conductivity 16. thermal conductivity 导热系数导热系数17. heat flux 17. heat flux 热流密度热流密度 18. thermal resistance 18. thermal resistance 热阻热阻19. Newtons law of cooling 19. Newtons law of cooling 牛顿冷却公式牛顿冷却公式 20. boundary layer 20. boundary layer 边界层边界层21. thermal boundary layer 21. thermal boundary layer 热边界层热边界层 22. continuity equation 22. continuity equation 连续性方程连续性方程23. laminar flow in tube 23. laminar flow in tube 管内层流管内层流 24. turbulent flow in tube 24. turbulent flow in tube 管内湍流管内湍流25. in-tube boiling 25. in-tube boiling 管内沸腾管内沸腾 26. dimensional analysis 26. dimensional analysis 量纲分析量纲分析27. flow boundary layer 27. flow boundary layer 流动边界层流动边界层 28. fin 28. fin 肋片肋片29. fin efficiency 29. fin efficiency 热效率热效率 30. Reynolds number 30. Reynolds number 雷诺数雷诺数31. Nusselt31. Nusselt number number 努谢尔数努谢尔数 32. Prandtl32. Prandtl number number 普朗克数普朗克数33. Planckslaw 33. Planckslaw 普朗克定律普朗克定律 34. boundary layer integral equation 34. boundary layer integral equation 边界层积分方程边界层积分方程3535boundary layer differential equation boundary layer differential equation 边界层微分方程边界层微分方程3636boundary condition boundary condition 边界条件边界条件3737finite difference finite difference 差分差分38.initial condition 38.initial condition 初始条件初始条件3939transmissivitytransmissivity 穿透比穿透比40.mass transfer process 40.mass transfer process 传质过程传质过程41.natural convection in infinite space 41.natural convection in infinite space 大空间自然对流大空间自然对流42.poor boiling 42.poor boiling 大容器沸腾大容器沸腾43.partial differential equation of heat conduction 43.partial differential equation of heat conduction 导热微分方程导热微分方程44.numerical solution of heat conduction 44.numerical solution of heat conduction 导热问题数值解导热问题数值解45.directional radiation intensity 45.directional radiation intensity 定向辐射强度定向辐射强度46.log-mean temperature difference 46.log-mean temperature difference 对数平均温差对数平均温差47.multidimensional steady state heat conduction 47.multidimensional steady state heat conduction 多维稳态导热多维稳态导热48.emissivity 48.emissivity 发射率发射率49.analytical solution of transient heat conduction 49.analytical solution of transient heat conduction 非稳态导热问题分析解非稳态导热问题分析解50.Fourier number 50.Fourier number 傅里叶数傅里叶数work method of radiation heat exchange work method of radiation heat exchange 辐射换热的网络法辐射换热的网络法52.emissive power 52.emissive power 辐射力辐射力53.Grashof number 53.Grashof number 格拉晓夫数格拉晓夫数54.insulating material 54.insulating material 隔热材料（保温材料，绝热材料）隔热材料（保温材料，绝热材料）55.spectral emissive power 55.spectral emissive power 光谱辐射力光谱辐射力56.excess temperature 56.excess temperature 过余温度过余温度57.nucleate boiling 57.nucleate boiling 核态沸腾核态沸腾58.black body 58.black body 黑体（绝对黑体）黑体（绝对黑体）59.flow across single tube 59.flow across single tube 横掠单管横掠单管60.flow across non-circular cylinder 60.flow across non-circular cylinder 横掠非圆形截面柱体横掠非圆形截面柱体61.flow across tube bundles 61.flow across tube bundles 横掠管束横掠管束62.gray body 62.gray body 灰体灰体63.effectiveness of heat exchanger 63.effectiveness of heat exchanger 换热器的效能换热器的效能64.mixed convection 64.mixed convection 混合对流混合对流65.Kirchhoffs law 65.Kirchhoffs law 基尔霍夫定律基尔霍夫定律66.cross strings method 66.cross strings method 交叉线法交叉线法67.view factor ,angle factor 67.view factor ,angle factor 角系数角系数68.heat conduction with internal heat source 68.heat conduction with internal heat source 具有内热源的导热具有内热源的导热69.governing equation 69.governing equation 控制方程控制方程70.Laplace equation 70.Laplace equation 拉普拉斯方程拉普拉斯方程71.Lamberts law 71.Lamberts law 兰贝特定律兰贝特定律72.discretized equation 72.discretized equation 离散方程离散方程73.critical insulation radius 73.critical insulation radius 临界绝缘直径临界绝缘直径74 diffuse surface 74 diffuse surface 漫射表面漫射表面75.film-wise condensation 75.film-wise condensation 膜状凝结膜状凝结76.internal flow 76.internal flow 内部流动内部流动77.counter-flow 77.counter-flow 逆流逆流78.gaseous radiation 78.gaseous radiation 气体辐射气体辐射79.enhancement of heat transfer 79.enhancement of heat transfer 强化传热强化传热80.forced convection 80.forced convection 强制对流强制对流81.heat pipe 81.heat pipe 热管热管82.heat transfer rate 82.heat transfer rate 热流量热流量83.time constant 83.time constant 时间常数时间常数84.numerical solution 84.numerical solution 数值解数值解85.Stefan-Boltzmanns law 85.Stefan-Boltzmanns law 斯特潘斯特潘- -波耳兹曼定律波耳兹曼定律86.velocity boundary layer 86.velocity boundary layer 速度边界层速度边界层87.solar radiation 87.solar radiation 太阳辐射太阳辐射88.characteristic length 88.characteristic length 特征长度特征长度89.characteristic number 89.characteristic number 特征数（准则数）特征数（准则数）90.irradiation 90.irradiation 投入辐射投入辐射91.turbulent flow 91.turbulent flow 湍流湍流92.external flow 92.external flow 外部流动外部流动93.flow along a flat plate 93.flow along a flat plate 外掠平板外掠平板94.Wiens displacement law 94.Wiens displacement law 维恩位移定律维恩位移定律95.green house effect 95.green house effect 温室效应温室效应96.steady state heat conduction 96.steady state heat conduction 稳态导热稳态导热97.thermal resistance of fouling 97.thermal resistance of fouling 污垢热阻污垢热阻98.absorptivity 98.absorptivity 吸收比吸收比99.back difference 99.back difference 向后差分向后差分100.forward difference 100.forward difference 向前差分向前差分101.similarity principle 101.similarity principle 相似原理相似原理102.shape factor 102.shape factor 形状因子形状因子103.1-dimensional steady state heat conduction 103.1-dimensional steady state heat conduction 一维稳态导热一维稳态导热 第一节第一节 传热学的研究对象传热学的研究对象 第二节第二节 热传递的三种基本方式热传递的三种基本方式 第三节第三节 导热过程、对流换热过程、辐射导热过程、对流换热过程、辐射 换热过程和传热过程换热过程和传热过程 （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）热量传递过程的推动力：热量传递过程的推动力：工程热力学和传热学之间的联系与区别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热力学与传热学之间的联系(1) (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；(2) (2) 热力学的基本定律，也是传热学的基础热力学的基本定律，也是传热学的基础热力学与传热学之间的区别热力学与传热学之间的区别(1) (1) 工程热力学着重解决热力过程进行的条件、方向和深度工程热力学着重解决热力过程进行的条件、方向和深度, ,研研 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。(2) (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。况下），而传热学研究的一切热量传递过程是不可逆过程。(3) (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。传热学与工程热力学研究的问题不同传热学与工程热力学研究的问题不同铁球（温度：铁球（温度：300300度）度）水（温度：水（温度：2020度）度）铁球落入水中铁球落入水中热力学：条件、方向、深度热力学：条件、方向、深度tm , Q，Sg传热学：过程的速率传热学：过程的速率t = f (x, y, z, ); Q = f ( )冰箱(机械能热能)飞机 (热能机械能) 汽车(热能机械能)热电厂 (热能机械能)传热学及其在科学技术和工程中的应用十分广泛传热学及其在科学技术和工程中的应用十分广泛 探索白色世界的奥秘探索白色世界的奥秘 中国南北极地考察中国南北极地考察特别是在下列技术领域大量存在传热问题特别是在下列技术领域大量存在传热问题动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源、动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统（微电子、核能、航空航天、微机电系统（MEMSMEMS）、）、新材料、军事科学与技术、生命科学与生物技新材料、军事科学与技术、生命科学与生物技术术传热学在生产技术等众多领域中的应用十分广泛：传热学在生产技术等众多领域中的应用十分广泛：在几个特殊领域中也有许多应用在几个特殊领域中也有许多应用: :a a 航空航天：航空航天：高温叶片气膜冷却与发汗冷却；火箭推力室的再生冷却与发汗高温叶片气膜冷却与发汗冷却；火箭推力室的再生冷却与发汗冷却；卫星与空间站热控制；空间飞行器重返大气层冷却；超冷却；卫星与空间站热控制；空间飞行器重返大气层冷却；超高音速飞行器（高音速飞行器（Ma=10Ma=10）冷却；核热火箭、电火箭；微型火箭）冷却；核热火箭、电火箭；微型火箭（电火箭、化学火箭）；太阳能高空无人飞机（电火箭、化学火箭）；太阳能高空无人飞机b b 微电子：微电子： 电子芯片冷却电子芯片冷却c c 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织器官的冷冻保存生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织器官的冷冻保存d d 军军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存e e 制制 冷：跨临界二氧化碳汽车空调冷：跨临界二氧化碳汽车空调/ /热泵；高温水源热泵热泵；高温水源热泵f f 新能源：太阳能；燃料电池等等新能源：太阳能；燃料电池等等 传热过程传热过程 我们将热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中的过我们将热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中的过 程称为传热过程。在传热过程中，三种热量传递方式（导热、对程称为传热过程。在传热过程中，三种热量传递方式（导热、对 流换热、辐射换热）往往同时存在。流换热、辐射换热）往往同时存在。 一般来说，稳态传热过程包括串联着的三个环节：一般来说，稳态传热过程包括串联着的三个环节：（1 1）从热流体到壁面高温侧的热量传递；）从热流体到壁面高温侧的热量传递；（2 2）从壁面高温侧到壁面低温测的热量传递，亦即穿过固体壁的）从壁面高温侧到壁面低温测的热量传递，亦即穿过固体壁的 导热；导热；（3 3）从壁面低温侧到冷流体的热量传递。）从壁面低温侧到冷流体的热量传递。 由于是稳态过程，通过串联着的每个环节的热流量由于是稳态过程，通过串联着的每个环节的热流量应该是应该是 相同的。相同的。WttAQ21RttAttQ2121AR222fttAQ2222221RttAttQffAR2124141001001TTAcQfsrQ)(11ttAQfcc4141001001TTAcQfsr1)(10010011114141ttAttTTcfffsc)()(111ttAQfrc)(111ttAf212ttAQ2223fttAQ1111ttAQf212ttAQ2223fttAQ2121)11(ffttAAAQAAAttQff211121Q2121RRRttQff2121RRRttQff)(21ffttkA21111221/1121mwttAQqff21若要增强传热，应设法使总比热阻中若要增强传热，应设法使总比热阻中分热阻值较大分热阻值较大的一项有所减的一项有所减小，才能最有效地增强传热。小，才能最有效地增强传热。解：解：AAttQf121CDQAQttf3 .64)1(41)1(221AttAttQf122211212AQtAQttfAA1本章小结本章小结基本概念基本概念 ：导热导热对流换热对流换热辐射换热辐射换热基本公式：基本公式：WttAQ21222fttAQ4141001001TTAcQfsr传热学与工程热力学的联系和区别传热学与工程热力学的联系和区别传热学研究的对象传热学研究的对象（热传递的三种（热传递的三种 基本方式）基本方式）