传热学第1章 绪论

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1、传热学HeatTransfer建筑环境与设备工程2008年3月主讲教师：邹高万请节约能源，珍爱我们的地球！8/29/2021-2-教材：杨世铭,陶文铨.《传热学(第四版)》,高等教育出版社,2006.8主要参考资料：[1]戴锅生.《传热学(第二版)》,高等教育出版社,1998[2]J.P.霍尔曼(J.P.Holman)[美].《HeatTransfer(9Edition)》,机械工业出版社，2005[3]F.P.Incropera&D.P.DeWitt.《IntroductiontoHeatTransfer(9Edi

2、tion)》[4]F.P.Incropera,D.P.DeWitt.《FundamentalsofHeatTransfer》8/29/2021-3-第1章绪论——§1-0概述§1-0概述自然界的各种现象是否会会涉及到热量传递？8/29/2021-4-第1章绪论——§1-0概述我们的日常生活是否会涉及到热量传递？8/29/2021-5-第1章绪论——§1-0概述工业生产是否会涉及到热量传递？8/29/2021-6-第1章绪论——§1-0概述军事工业是否会涉及到热量传递？8/29/2021-7-第1章绪论——§1-0概述

3、航天是否会涉及到热量传递？8/29/2021-8-第1章绪论——§1-0概述火！热量！8/29/2021-9-第1章绪论——§1-0概述§1-0概述1.传热学（HeatTransfer）(1)研究由温差引起的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温差是热量传递的推动力2.连续介质假设(1)物质是由连续介质所构成；(2)在充满连续介质的空间，各物理参数都是连续函数。(2)在充满连续介质

4、的空间，各物理参数都是连续函数。8/29/2021-10-第1章绪论——§1-0概述3.传热学与工程热力学的关系(1)热力学+传热学=热科学(ThermalScience)系统从一个平衡态到另一个平衡态的过程中传递热量的多少。关心的是热量传递的过程，即热量传递的速率。热力学：传热学：水，M220oC铁块,M1300oC图1-1传热学与热力学的区别(2)传热学以热力学第一定律和第二定律为基础，即始终从高温热源向低温热院传递，如果没有能量形式的转化，则始终是守恒的。8/29/2021-11-第1章绪论——§1-0

5、概述(1)日常生活中的例子：4传热学应用实例自然界与生产过程到处存在温差传热很普遍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℃，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？b.夏天人在同样温度（如：25℃）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？d.棉被为什么需要晾晒，而且晾晒的过程中要拍打？8/29/2021-12-第1章绪论——§1-0概述(2)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

6、、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…8/29/2021-13-第1章绪论——§1-0概述上海超级计算中心硬件资源神威MPP3840亿次CPU384MM48GBDISK1280GB神威Cluster3072亿次CPU66MM66GBDISK2700GB曙光4000A10万亿次CPU2048MM4TBSCSIDisk20TB集成电路芯片的功率：20世纪70年代10W/cm220世纪80年代20~30W/cm220世纪90年代及以后102W/cm2量级8/2

7、9/2021-14-第1章绪论——§1-0概述b.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(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。8/29/2021-1

8、5-第1章绪论——§1-0概述5传热过程的分类按温度与时间的依变关系，可分为稳态和非稳态两大类。稳态传热过程：系统中各点温度不随时间而改变的热传递过程非稳态传热过程：系统中各点温度随时间而改变的热传递过程例：热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过程例：热力设备在启动、停机、变工况运行时的热传递过程8/29/2021-16-第1章绪论——§1