计算传热学第一章彭浩

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1、1NumericalHeatTransfer计算传热学机械与动力工程学院主讲：彭浩2课程简介1.教材《数值传热学》陶文铨2001《计算传热学》郭宽良、孔祥谦，陈善年19882.考核平时作业/大论文（30%/70%）3.学时34学时理论教学；6学时课堂讨论3代表性的人物国外DBSpaldingBELaunderSVPatankarAKMajumdarTMShiEMSparrow国内陶文铨孔祥谦，陈善年，郭宽良，张政，陈越南课程简介41.NumericalHeatTransfer,PartA-Appl

2、ications;PartBFundamentals2.InternationalJournalofNumericalMethodsinFluids.3.Computer&Fluids4.JournalofComputationalPhysics5.InternationalJournalofNumericalMethodsinEngineering6.InternationalJournalofNumericalMethodsinHeatandFluidFlow7.ComputerMethods

3、ofAppliedMechanicsandEngineering8.EngineeringComputations9.ProgressinComputationalFluidDynamics10.ComputerModelinginEngineering&Sciences(CMES)有关的主要国外期刊数值计算课程简介5有关的主要国外期刊1.InternationalJournalofHeatandMassTransfer2.ASMEJournalofHeatTransfer3.ASMEJourna

4、lofFluidsEngineering4.InternationalJournalofHeatandFluidFlow5.InternationalJournalofMultiphaseFlow6.AIAAJournal7.AppliedThermalEngineering8.HeatandMassTransfer9.ExperimentalThermalandFluidScience10.EnergyConversionandManagement11.IndustrialandEngineer

5、ingChemistryResearch传热期刊课程简介6计算传热学的研究对象计算传热学—研究传热理论模型的数值解法，其核心是通过数值方法将原问题转化成代数方程组例如：热传导问题——热传导方程对流传热问题——对流扩散方程辐射传热问题——积分—微分方程课程简介7传热学回顾1.传热学（HeatTransfer）(1)研究热量传递规律的科学，具体来讲主要有热量传递的机理、规律、计算和测试方法(2)热量传递过程的推动力：温差热力学第二定律：热量可以自发地由高温热源传给低温热源有温差就会有传热温差是热量

6、传递的推动力8自然界与生产过程到处存在温差传热很普遍b夏天人在同样温度（如：25度）的空气和水中的感觉不一样。为什么？c北方寒冷地区，建筑房屋都是双层玻璃，以利于保温。如何解释其道理？越厚越好？(1)日常生活中的例子：a人体为恒温体。若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度，那么在冬天与夏天、人在房间里所穿的衣服能否一样？为什么？传热学回顾9(2)特别是在下列技术领域大量存在传热问题(3)几个特殊领域中的具体应用a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冷却；卫星与空间

7、站热控制；空间飞行器重返大气层冷却；超高音速飞行器（Ma=10）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（MEMS）、新材料、军事科学与技术、生命科学与生物技术…传热学回顾10b微电子：电子芯片冷却c生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器官的冷冻保存d军事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存e制冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；高温水源热泵f新能源：太阳能；燃料电池传热学回顾112热量传递的

8、三种基本方式2.1导热（热传导）(Conduction)热量传递的三种基本方式：导热(热传导)、对流(热对流)和热辐射。(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)物质的属性：可以在固体、液体、气体中发生(3)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；d在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中。传热学回顾12(4)导热的基本定律：1822年，法