传热学 绪论.ppt

传热学 绪论.ppt一热力学与传热学
1. 1传热学:有温差存在情况下的热量传递规律的科学
:研究能量和能量之间相互转换的一门基础科学
:
热力学研究的是从一个平衡态到另一个平衡态时,传递热量的多少,研究的是平衡态,强调的是状态,单位为焦耳
传热学研究热量传递的速率,研究过程和非平衡态,单位为瓦特。
:传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。
第一部分传热学
一研究对象和研究方法
1 研究对象    传热学研究的对象是热量传递规律。
,而且主要用经验的方法寻求热量传递的规律,认为研究对象是个连续体,即各点的温度、密度、速度是坐标的连续函数,即将微观粒子的微观物理过程作为宏观现象处理。
由前可知,热力学的研究方法仍是如此,但是热力学虽然能确定传热量(稳定流能量方程),但不能确定物体内温度分布。
3 学习目的
通过学习能熟练掌握传热过程的基本规律、实验测试技术及分析计算方法,从而达到认识、控制、优化传热过程的目的。
二、传热的基本方式
根据物体温度与时间的关系,热量传递过程可分为两类:
( 1 )稳态传热过程;
( 2 )非稳态传热过程。
1 )稳态传热过程(定常过程)
凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递过程均称稳态传热过程。
2 )非稳态传热过程(非定常过程)
       凡是物体中各点温度随时间的变化而变化的热传递过程均称非稳态传热过程。
     各种热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过程属稳态传热过程;而在启动、停机、工况改变时的传热过程则属非稳态传热过程。
(热传导)

定义:物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称导热。
如:固体与固体之间及固体内部的热量传递。
从微观角度分析气体、液体、导电固体与非金属固体的导热机理。
( 1 )气体中:导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果,温度升高,动能增大,不同能量水平的分子相互碰撞,使热能从高温传到低温处。
( 2 )导电固体:其中有许多自由电子,它们在晶格之间像气体分子那样运动。自由电子的运动在导电固体的导热中起主导作用。
( 3 )非导电固体:导热是通过晶格结构的振动所产生的弹性波来实现的,即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。
( 4 )液体的导热机理:存在两种不同的观点:第一种观点类似于气体,只是复杂些,因液体分子的间距较近,分子间的作用力对碰撞的影响比气体大;第二种观点类似于非导电固体,主要依靠弹性波(晶格的振动,原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的)的作用。
说明:只研究导热现象的宏观规律。
2 . 导热的基本规律
傅立叶定律
( 1822 年,法国物理学家)
如图 1-1 所示的两个表面分别维持均匀恒定温度的平板,是个一维导热问题。对于x方向上任意一个厚度为的微元层来说,根据傅里叶定律,单位时间内通过该层的导热热量与当地的温度变化率及平板面积A成正比,即