绪论
1时,单位时间通过单位面积传递的热量。)
第一章
热量传递过程由导热、对流、辐射3三种基本方式组成。
一 导 热
导热又称热传导,是指温度不同的物体各部分无相对位移或不同温 度的各部分直接紧密接触时,依靠物质内部分子、原子及自由电子等微 观粒子的热运动而进行热量传递的现象。
1、
1、
傅里叶公式
二热辐射
物体表面通过电磁波(或光子)来传递热量的过程。
特点
①辐射能可以通过真空自由地传播而无需任何中间介质。
x——导热系数,
2、
1、
2、
tw1 tw2 a
(W)
②一切物体只要具有温度(高于0K)就
能持续地发射和吸收辐射能
W/(m?C)。(物理意义:单位厚度的物体具有单位
温度差时,在单位时间内其单位面积上的导热量。) 热流密度
tw1 tw2 t
q
A R
(W/m2)
二热对流
热对流,依靠流体的运动,把热量从一处传递到另一处的现象。
对流换热
对流换热:流体与温度不同的固体壁面接触时所发生的传热过 程。
伴对流是传热基本方式之一,而对海换热不是•
I对流换热必然具有流体与固体壁面间的相对运动卜
牛顿冷却公式
q h(tw tf)
2、
3、
4、
1、
③不仅具有能量传递,还有能量的转换:热能一一电磁波一一热能 辐射换热:依靠辐射进行的热量传递过程。
辐射力
物体表面每单位面积在单位时间内对外辐射的全部能量。
E Cb
Cb一一辐射系数, 辐射量计算
100
Cb=
C12
100
1
h1
1
h2
(W/m2)
W/(m2 • K4)。
100
传热过程
2、
总热流密度
h热一对流换热系数,W/(m2 • )o (物理意义:流体与壁面的温差为
। 1 ।-] ।-] [—1 ।-] ।-] । 1 r—] ।-] । 1 ।—1 ।—] । 1 [—j r—j । 1 [—] r—a [—1 ।-] [—1 ।—] [—] r—3 [—1 ।-] । 1 ।-] [—1 ।—] [—] r—] [—1 ।—] [—1 ।—] [—1 ।—] [—j ।—] [—1 ।—] [—1 ।—] [—1 r—] [—a ।—] [—a ।—] [—a ।—] J
1、
q q「(对流换热量)qc(辐射换热量)
第二章导热问题的数学描述
基本概念及傅里叶定律
同种物质:固
基本概念
①等温面:由温度场中同一瞬间温度相同点所组成的面。
不同物质:金属
非金属
4、
温度线性函数
②等温线:等温面上的线,一股指等温面与某一平面的交线
(1 bt)
③热流线:处处与等温面(线)垂直的线。
2、傅里叶定律(试验定律)
导热微分方程及定解条件
gradt
1、
导热微分方程
3、
各向热流密度
有内热源
非稳态:
2t 一
c
稳态:
2t
dx
导热系数
无内热源
非稳态:
2t
1、
定义式
稳态:
2t
gradt
拉普拉算子
2t
2t
2 x
2t
2 y
2t
~2 ° z
2、
实现机理
(1气体:依靠分子热运动和相互碰撞来传递热量。
c ——热扩散率,
m2/so分子代表导热能力,分母代表容热
3、
②非导电固体:通过晶体结构的振动来传递热量。
3)液体:依靠不规则的弹性振动传递热量。
比较
2、
能力。(表征物体被加热或冷却时,物体内部温度趋向均匀一致的能
力。)
定解条件
1)时间条件
t 0 t常数
। 1 ।] ।] [—1 ।] ।] । 1 r—] ।] । 1 ।—1 ।—] । 1 [—j r—j । 1 [—] r—a [—1 ।] [—1 ।—] [—] r—3 [—1 ।] । 1 ।] [—1 ।—] [—] r—] [—1 ।—] [—1 ।—] [—1 ।—] [—j ।—] [—1 ।—] [—1 ।—] [—1 r—] [—a ।—] [—a ।—] [—a ।—] J
0
0
0
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