热工基础-传热学-1概述.ppt

热工基础热工基础 传传 热热 学学 部部 分分（Heat Transfer）一、什么是传热学一、什么是传热学研究热量传递规律的科学。研究热量传递规律的科学。热量传递的机理、规律、计算和测试方法热量传递的机理、规律、计算和测试方法热量传递过程的推动力：温差热量传递过程的推动力：温差Energy flows from hot objects Energy flows from hot objects to cold.to cold.There is no energy flow There is no energy flow between two objects at the between two objects at the same temperature.same temperature.传热学概述传热学概述二、传热学应用实例二、传热学应用实例自然界与生产过程到处存在温差自然界与生产过程到处存在温差传热很普遍传热很普遍日常生活中的例子日常生活中的例子人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持都保持20度，那么在冬天与夏天、人在房间里所穿度，那么在冬天与夏天、人在房间里所穿的衣服能否一样？的衣服能否一样？夏天人在同样温度（如：夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感度）的空气和水中的感觉不一样。为什么？觉不一样。为什么？为什么水壶的提把要包上橡胶？为什么水壶的提把要包上橡胶？不同材质的汤匙放入热水中，哪个黄油融解更快？不同材质的汤匙放入热水中，哪个黄油融解更快？传热传热传热热量传递有哪些方式？如何计算传热量？影响因素？如何确定温度？如何确定换热设备大小？工质性质？工质状态？能量多少？能量性质？能量转换规律？热力过程如何分析？传热在下列技术领域大量存在传热问题在下列技术领域大量存在传热问题动力、化工、制冷、建筑、环境、机械制动力、化工、制冷、建筑、环境、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统（微机电系统（MEMSMEMS）、）、新材料、军事科新材料、军事科学与技术、生命科学与生物技术学与技术、生命科学与生物技术三、热量传递的基本方式三、热量传递的基本方式热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射对流对流辐射辐射导热导热 对流对流辐射辐射1.1.热传导（导热）热传导（导热）heat conductionheat conduction定义和特征定义和特征定义：指定义：指温度不同温度不同的物体各部分或温度不同的的物体各部分或温度不同的两物体间两物体间直接接触时直接接触时，依靠分子、原子及自由，依靠分子、原子及自由电子等电子等微观粒子热运动微观粒子热运动而进行的热量传递现象。而进行的热量传递现象。物质的属性：可以在固体、液体、气体中发生物质的属性：可以在固体、液体、气体中发生导热的特点导热的特点必须有温差必须有温差物体直接接触物体直接接触依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量热量不发生宏观的相对位移不发生宏观的相对位移纯导热只能发生在密实的固体中纯导热只能发生在密实的固体中2.2.热对流热对流(convection)(convection)与对流换热与对流换热定定义义：流流体体中中（气气体体或或液液体体）温温度度不不同同的的各各部部分分之之间间，由由于于发发生生相相对对的的宏宏观观运运动动而而把把热热量量由由一一处处传递到另一处的现象。传递到另一处的现象。流流体体中中有有温温差差 热热对对流流必必然然同同时时伴伴随随着着热热传传导，导，自然界不存在单一的热对流自然界不存在单一的热对流对对流流换换热热：流流体体与与温温度度不不同同的的固固体体壁壁间间接接触触时的热量交换过程时的热量交换过程Convection heat transferConvection heat transfer定义定义物体通过电磁波来传递热量的方式。物体通过电磁波来传递热量的方式。物体的温度越高、辐射能物体的温度越高、辐射能力越强；若物体的种力越强；若物体的种 类不类不同、表面状况不同，其辐同、表面状况不同，其辐射能力不同射能力不同辐射换热辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递：物体间靠热辐射进行的热量传递 Radiation heat transferRadiation heat transfer3.3.热辐射热辐射（Thermal radiationThermal radiation）辐射换热的特点辐射换热的特点 不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的存在，在真空中就可以传递能量的存在，在真空中就可以传递能量 无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、相互辐射能量；高温物体辐射给低温物体波能、相互辐射能量；高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量;总的总的结果是热由高温传到低温结果是热由高温传到低温 辐射过程中伴随着能量形式的转换：物体内能辐射过程中伴随着能量形式的转换：物体内能电池波能电池波能物体内能物体内能传热学基本内容传热学基本内容(1)导热导热 Heat conduction(2)对流换热对流换热 Convection heat transfer(3)热辐射及辐射换热热辐射及辐射换热 Thermal radiation and radiation heat transfer(4)传热过程与换热器传热过程与换热器 Heat transfer and heat exchanger