传热学-绪论.ppt

一、热传递现象
手拿冰块
人处在有暖气的房间
打开炉膛看火门
1-1 传热学的研究对象及其应用
结论:凡是有温度差的地方就一定有热量的传递。热量传递总是自动地由高温物体传向低温物体。
二、传热学的研究对象
传热学是研究热量传递规律的科学。
具体来讲,主要有热量传递的方式、机理、规律、计算以及影响热量传递的因素等。
热力学+ 传热学= 热科学
热力学关心的是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。
传热学关心的是热量传递的过程,即热量传递的速率(热流量)。
传热学与工程热力学的关系
传热学以热力学第一定律和第二定律为基础,即热流量始终从高温热源向低温热源传递,如果没有能量形式的转化,则热流量始终是守恒的。
三、传热学的应用
(1)自然界中的例子
若房间里气体的温度在夏天和冬天都保持20度,那么为什么在冬天和夏天人在房间内所穿的衣服厚度不一样?
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?
(2)工程技术领域
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…
(3) 与专业相关的具体应用举例
发动机缸壁的传热损失,降低了发动机的热效率
发动机冷却系统
空调系统
…
通过对传热学课程的学习,将会对解决热传递的问题打下一定的理论基础。
1-2 热量传递的基本方式
热量传递过程实例
铝壶烧开水
热量传递的三种基本方式:
导热(热传导)、对流(热对流) 、热辐射。
一、导热
1. 举例
火加热铜棒;手握铜棒。
2. 定义
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。
3. 导热的特点
在纯导热过程中,物体各部分之间不发生宏观相对位移,也没有能量形式的转换。
4. 导热的机理
导热是依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而传递热量。
5. 导热是物质的属性
导热可以在固体、液体、气体中发生。
在引力场下单纯的导热只发生在密实固体中。液体和气体导热发生时,它们的内部必须没有宏观的相对位移。
6. 热量传递方程
二、对流换热
1、举例
烧杯加热水
2、对流(热对流)定义
流体各部分之间发生相对位移时,冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。
3、对流换热定义
流体流过固体壁面时所发生的热传递过程。