第四章传熟及传热设备 41概述 42热传导 43对流传热 44流体无相变时的对流传热 45流体有相变时的对流传热 46辐射传热 47总传热速率和传热过程的计算 1/28
1/28 第四章 传热及传热设备 4.1 概述 4.2 热传导 4.3 对流传热 4.4 流体无相变时的对流传热 4.5 流体有相变时的对流传热 4.6 辐射传热 4.7 总传热速率和传热过程的计算
§42热传导 §4.21热传导基本概念 温度场、等温面 一物体内部,如各点间存在温度差异,则热就从高温点 向低温点传导,即产生热流,由传导方式产生的热流大小, 决定于物体内的温度分布。 物体内温度分布: 温度t=f(Xy1z,0)=f(空间,时间)温度场数学表达式 t=f(xyz0)=f(空间,时间)不稳定的温度场 t=f(xyz)=f(空间)稳定的温度场 t=f(x,θ)…一维温度场 t=f(x)…一维稳定的温度场 等温面: 同一时刻,温度场中具有相同温度的各点组成的面 2/28
2/28 一、 §4.2.1热传导基本概念 §4.2 热传导
§42热传导 、温度梯度 传热速率Q:单位时间传递的热量,Js 热通量q:单位传热面积的传热速率,J/m2s,矢量,方向为传 热面的法线方向 t+△t 等温面: 温度变化率:△t △l △l △tot 温度梯度。:lim an △nan An→>0 等温面及温度梯度 3/28
3/28 传热速率 Q： 热通量 q： 等温面： 温度变化率： 温度梯度 n t ： 单位时间传递的热量，J/s 单位传热面积的传热速率，J/m 2 s，矢量，方向为传 热面的法线方向 dA dQ q t+t t n l 等温面及温度梯度 l t n t n t n 0 lim §4.2 热传导 二、温度梯度
§42热传导 §422傅立叶定律 负号表示热流方向与温度梯度方 向相反 t+△t Q=d或Q=2y an 称为热传导系数,单位为W/mK 物性之一:与物质种类、热力学状态(T、P)有关 物理含义:代表单位温度梯度下的热通量大小,等温面及温度梯度 故物质的λ越大,导热性能越好。 般地 金属”九非金属固体”人液体人气体 4/28
4/28 t+t t n l 等温面及温度梯度 负号表示热流方向与温度梯度方 向相反 称为热传导系数 , 单位为W/m·K §4.2 热传导 §4.2.2 傅立叶定律 物性之一：与物质种类、热力学状态（T、P）有关 物理含义：代表单位温度梯度下的热通量大小， 故物质的越大，导热性能越好。 一般地， 金属> 非金属固体> 液体> 气体 n t dQ dA n t dQ dA 或
§42热传导 §423热传导系数 热传导系数与压强基本无关,但和温度呈 直线关系。 如某物体以入表示0C时的值,表示tC 时的值,则有下列关系存在: =0(1+at) 式中,a为温度系数,表示该物体tC时的 值相对于0C时的值每升温1c时的变化率 金属和液体的a为负值,其中,水是例外 而非金属固体和气体为正值。 5/28
5/28 §4.2 热传导 §4.2.3 热传导系数 热传导系数与压强基本无关，但和温度呈 直线关系。 如某物体以0表示0ºC时的值， 表示tºC 时的值，则有下列关系存在： ＝ 0 （1＋at） 式中，a为温度系数，表示该物体tºC时的 值相对于0ºC时的值每升温1ºC时的变化率。 金属和液体的a为负值，其中，水是例外； 而非金属固体和气体为正值