工程传热学总复习

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1、工程传热学（EngineeringHeatTransfer）期末复习（前7章）李敏霞tjmxli@tju.edu.cn天津大学热能研究所TERI导热部分复习第一章基本要求1．掌握热量传递的三种基本方式。第二章基本要求1．理解傅立叶定律的基本表达式及各物理量的定义。2．掌握温度场,等温面,等温线的概念。3．掌握利用能量守恒定律和傅立叶定律推导导热微分方程的基本方法。4．掌握导热问题三类边界条件的数学描述。第三章基本要求1．掌握平壁、圆筒壁、球壁导热的计算。2．理解肋片导热及接触热阻。天津大学热能研究所TERI第四章

2、基本要求1．理解非稳态导热问题的定义、分类、温度分布及两个阶段。2．掌握半无限大物体的基本概念。3．掌握无限大平板加热（冷却）过程。4．掌握毕渥数、傅里叶数、过余温度的定义式及其物理意义。5．掌握集总参数法的物理意义及其应用条件。第五章基本要求1．掌握稳态、非稳态导热有限差分方程。2．掌握内部节点的有限差方程。3．掌握差分方程组的求解方法。天津大学热能研究所TERI对流部分复习第六章基本要求1．掌握牛顿冷却公式和表面传热系数。2．理解对流换热的主要因素。3．掌握对流换热微分方程组。4．掌握雷诺准则、普朗特准则、努

3、塞尔特准则、格拉晓夫准则表达式及其物理意义。5．掌握自然对流换热的计算。6．掌握强制对流换热的计算。天津大学热能研究所TERI辐射换热部分复习第七章基本要求1．掌握辐射换热的基本概念。2．理解普朗克定律的基本表达式及斯忒藩-玻耳兹曼定律。3．理解基尔霍夫定律4.掌握黑体，灰体间换热计算。5．掌握角系数的特性和计算6．掌握气体辐射换热计算。7.掌握火焰辐射计算。第八章基本要求1.理解复合换热的基本概念2.掌握传热过程及其计算天津大学热能研究所TERI第一章绪论1.热量传递的三种基本方式热量传递的三种基本方式：导热(

4、热传导)、对流(热对流)和热辐射。1导热（热传导）(Conduction)(1)定义：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象(2)导热的特点：a必须有温差；b物体直接接触；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；天津大学热能研究所TERI(3)导热的基本定律：1822年，法国数学家Fourier:tdxdtΦAWdxdtΦdtWq2Adxm上式称为Fourier定律，号称导0x热基本定律，

5、是一个一维稳态导热。其中：图1-2一维稳态平板内导热：热流量，单位时间传递的热量[W]；q：热流密度，单位时间通过单位面积传递的热量；A：垂直于导热方向的截面积[m2]；：导热系数（热导率）[W/(mK)]。天津大学热能研究所TERI2对流（热对流）(Convection)(1)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。(2)对流换热：当流体流过一个物体表面时的热量传递过程，具有如下特点：a导热与热对流同时存在的复杂热传递过程b必须有直接接触（流体

6、与壁面）和宏观运动；也必须有温差c壁面处会形成速度梯度很大的边界层天津大学热能研究所TERI(3)对流换热的基本计算公式——牛顿冷却公式ΦhA(twt)WqΦA2qh(tt)Wm流体被加热wf2qh(tt)Wm流体被冷却fw如果⊿t永取正值ΦhAtW2qhtW/m—热流量[W]，单位时间传递的热量22q—热流密度Wmh—表面传热系数W(mK)2A—与流体接触的壁面面积mtw—固体壁表面温度Ct或tf流体温度C天津大学热能研究所TERI3热辐

7、射(Thermalradiation)(1)定义：有热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象(2)特点：a任何物体，只要温度高于0K，就会不停地向周围空间发出热辐射；b可以在真空中传播；c伴随能量形式的转变；d具有强烈的方向性；e辐射能与温度和波长均有关；f发射辐射取决于温度的4次方。(3)辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递。(4)黑体的定义：能吸收投入到其表面上的所有热辐射的物体，包括所有方向和所有波长，因此，相同温度下，黑体的吸收能力最强天津大学热能研究所TERI（5）黑体辐射的控制方程：Stefan-B

8、oltzmann定律44ATqTbbσ：黑体辐射常数，其值为5.67×10-8W/m2.K4b（6）两黑体表面间的辐射换热44，Ab(T1T2)TT，124Tb144q(TT)12b124Tb2ε为物体的发射率，4或称黑度，其值总小于1。真实物体则为：ATb天津大学热能研究所TERI4传热过程和传热系数1传热过程的定义：