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传热学讲稿
第1页，共35页，编辑于2022年，星期二
§0概 述
1. 传热学（Heat Transfer）
(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
必须有温差
c 壁面处会形成速度梯度很大的边界层
对流换热的分类
无相变：强迫对流和自然对流
有相变：沸腾换热和凝结换热
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(4) 对流换热的基本计算公式——牛顿冷却公式
h — 表面传热系数

— 热流量[W]，单位时间传递的热量
q
— 热流密度
A
— 与流体接触的壁面面积
— 固体壁表面温度
— 流体温度
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—— 当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量
影响h因素：流速、流体物性、壁面形状大小等
（Convection heat transfer coefficient）
(5) 对流换热系数(表面传热系数)
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Thermal resistance for convection
(6) 对流换热热阻：
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(1) 定义：有热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象
3 热辐射(Thermal radiation)
(2) 特点：a 任何物体，只要温度高于0 K，就会不停地向周围空间发出热辐射；b 可以在真空中传播；c 伴随能量形式的转变；d 具有强烈的方向性；e 辐射能与温度和波长均有关；f 发射辐射取决于温度的4次方。
(3) 生活中的例子：
a 当你靠近火的时候，会感到面向火的一面比背面热；
b 冬天的夜晚，呆在有窗帘的屋子内会感到比没有窗帘时
要舒服；
c 太阳能传递到地面
d 冬天，蔬菜大棚内的空气温度在0℃以上，但地面却可能
结冰。
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(5) 辐射换热的特点
a 不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的存在，在
真空中就可以传递能量
b 在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换
物体热力学能 电磁波能 物体热力学能
c 无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁 波能、相
互辐射能量；高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物
体辐射给高温物体的能量；总的结果是热由高温传到低温
(4) 辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递，它与单纯的热辐射不同，就像对流和对流换热一样。
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(6) 辐射换热的研究方法：假设一种黑体，它只关心热辐射的共性规律，忽略其他因素，然后，真实物体的辐射则与黑体进行比较和修正，通过实验获得修正系数，从而获得真实物体的热辐射规律
(7) 黑体的定义：能吸收投入到其表面上的所有热辐射的物体，包括所有方向和所有波长，因此，相同温度下，黑体的吸收能力最强
黑体辐射的控制方程： Stefan-Boltzmann 定律
，
，
真实物体则为：
（9） 两黑体表面间的辐射换热
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






图0－3 两黑体表面间的辐射换热
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例 题 0-2
一根水平放置的蒸汽管道， 其保温层外径d=583 mm，外表面实测平均温度及空气温度分别为 ，此时空气与管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数h= W /(m2 K), 保温层外表面的发射率
问：（1） 此管道的散热必须考虑哪些热量传递方式；
（2）计算每米长度管道的总散热量。
解：
（1）此管道的散热有辐射换热和自然对流换热两种方式。
（2）把管道每米长度上的散热量记为
量为：
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近似地取管道的表面温度为室内空气温度， 于是每米长度管道外表面与室内物体及墙壁之间的辐射为：
讨论： 计算结果表明， 对于表面温度为几上几十摄氏度的一类表面的散热问题， 自然对流散热量与辐射具有相同的数量级，必须同时予以考虑。
当仅考虑自然对流时，单位长度上的自然对流散热
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§2 传热过程和传热系数
1 传热过程的定义：两流体间通过固体壁面进行的换热
2 传热过程包含的传热方式：
导热、