傳熱學(xué)簡(jiǎn)要知識(shí)點(diǎn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上傳熱學(xué)是研究熱量傳遞過(guò)程規(guī)律的科學(xué)。 熱量傳遞過(guò)程是由導(dǎo)熱、熱對(duì)流、熱輻射三種基本熱傳遞方式組成。 導(dǎo)熱又稱熱傳導(dǎo)，是指物體各部分無(wú)相對(duì)位移或不同物體之久而接觸是依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象。 導(dǎo)熱系數(shù)是指單位厚度的物體具有單位溫度差時(shí)，在它的單位面積上每單位時(shí)間得到熱量。它表示材料導(dǎo)熱能力的大小。 只依靠流體的宏觀運(yùn)動(dòng)傳遞熱量的現(xiàn)象稱為熱對(duì)流。 流體與固體壁直接接觸時(shí)所發(fā)生的熱量傳遞過(guò)程，稱為對(duì)流換熱。 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)是指單位面積上，流體與壁之間在單位溫差下及單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的

2、熱量。 h的大小表達(dá)了對(duì)流換熱過(guò)程的強(qiáng)弱程度. 物體表面每單位時(shí)間、單位面積對(duì)外輻射的熱量稱為輻射力。其大小與物體表面性質(zhì)及溫度有關(guān)。 物體靠輻射進(jìn)行的熱量傳遞稱為輻射換熱。 輻射換熱特點(diǎn)：熱輻射過(guò)程中伴隨著能量形式轉(zhuǎn)換(物體內(nèi)能電磁波能物體內(nèi)能)；不需要冷熱物體直接接觸；不論溫度高低，物體都在不停的相互發(fā)射電磁波能，相互輻射能量。 K稱為傳熱系數(shù)，它表明單位時(shí)間、單位壁面積上，冷熱流體間溫差為1C時(shí)所傳遞的熱量，反映傳熱過(guò)程的強(qiáng)弱. 導(dǎo)熱理論基礎(chǔ) 溫度場(chǎng)是指某一時(shí)刻空間所有各點(diǎn)溫度的總稱。 溫度場(chǎng)不隨時(shí)間變化而變

3、化，稱為穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)。具有穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的導(dǎo)程叫穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化的導(dǎo)熱過(guò)程叫做非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。 同一時(shí)刻，溫度場(chǎng)中所有溫度相同的點(diǎn)連接所構(gòu)成的面叫做等溫面。不同的等溫面與同一平面相交，則在此平面上構(gòu)成的一簇曲線，稱為等溫線。 自等溫面上某點(diǎn)到另一個(gè)更等溫面，以該點(diǎn)法線方向的溫度變化率為最大。以該點(diǎn)法線方向?yàn)榉较?，?shù)值也正好等于這個(gè)最大的溫度變化率的矢量稱為溫度梯度。 單位時(shí)間單位面積上所傳遞的熱量稱為熱流密度。 凡平均溫度不高于350C、導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12W/（m.K）的材料稱為保溫材料。常見(jiàn)的保溫材料有石棉，巖棉，礦渣棉，微孔硅酸鈣，苯板，泡沫塑料

4、，珍珠巖。 用單位體積單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的熱量表示內(nèi)熱源強(qiáng)度。 第一類邊界條件是已知任何時(shí)刻物體邊界面上的溫度值。 第二類邊界條件是已知任何時(shí)刻物體邊界面上的熱流密度。 第三類邊界條件是已知邊界面周圍流體溫度Tf和邊界面與流體之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h. 滲透厚度：它是伴隨時(shí)間而變化的，它反映在所考慮的時(shí)間范圍內(nèi)，界面上熱作用的影響所波及的厚度。（若滲透厚度小于本身厚度，這時(shí)可以認(rèn)為無(wú)題詩(shī)無(wú)限大物體） 第二章 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 管道外側(cè)覆蓋保溫層時(shí)，必須注意，如果管道外徑d2小于臨界熱絕緣直徑dc，保溫層外徑dx在d2和d3范圍內(nèi)

5、，管道的傳熱量ql反而比沒(méi)有保溫層時(shí)更大，直到保溫層直徑大于d3時(shí)，才開(kāi)始起到保溫層減少熱損失的作用。由此可見(jiàn)，只有當(dāng)管道外徑大于d2大于臨界熱絕緣直徑dc時(shí)覆蓋保溫層才肯定能有效的起到減少熱損失的作用。 肋片效率等于實(shí)際與理想散熱量之比。 第三章 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱溫度的三個(gè)變化階段：不規(guī)則變化階段，正常規(guī)則變化階段，新的穩(wěn)態(tài)階段。 畢渥準(zhǔn)則：Bi=h&/入，它表示物體內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻&/入與物體表面對(duì)流換熱熱阻1/h的比值。 當(dāng)Bi<0.1時(shí)，平壁中心溫度與表面溫度的差別小于等于5%，溫度接近均勻一致。

6、60;當(dāng)Bi<0.1時(shí)，可近似的認(rèn)為物體的溫度是均勻的，這種忽略內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻，認(rèn)為物體溫度均勻一致的分析方法稱為集總參數(shù)法。 時(shí)間常數(shù)越小表示測(cè)溫元件越能迅速的反映流體溫度變化。 工程上把室外空氣與太陽(yáng)輻射兩者對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用，用一個(gè)假想的溫度Te來(lái)衡量，這個(gè)Te稱為綜合溫度。 S稱為材料的蓄熱率，它表示當(dāng)物體表面溫度波振幅為1C時(shí)，導(dǎo)入物體的最大熱流密度。 松木蓄熱率小，從皮膚吸取的熱量少，所以使人感到松木表面比混凝土表面暖和。  第五章 對(duì)流換熱分析 流體與固體壁直接接觸時(shí)所發(fā)生的熱量傳遞過(guò)程，稱為對(duì)

7、流換熱 流體在壁面流動(dòng)原因：一種是因?yàn)楦鞑糠譁囟炔煌鸬拿芏炔町愃a(chǎn)生的流動(dòng)，稱為自然對(duì)流。另一種是外力，如泵、風(fēng)機(jī)、液面高差等作用產(chǎn)生的流動(dòng)，稱為受迫對(duì)流 在一定條件下，流體在換熱過(guò)程中會(huì)發(fā)生相變，這時(shí)換熱稱為相變換熱。 若兩對(duì)流換熱現(xiàn)象相似，它們的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、黏度場(chǎng)、導(dǎo)熱系數(shù)場(chǎng)、壁面幾何形狀都應(yīng)分別相似，即在對(duì)應(yīng)瞬間對(duì)應(yīng)點(diǎn)各物理量分別成比例。 所謂同類現(xiàn)象是指那些用相同形式和內(nèi)容的微分方程式所描述的現(xiàn)象。 必須同類現(xiàn)象才能談相似 由于描述現(xiàn)象的微分方程式的制約，物理場(chǎng)的相似倍數(shù)間有特定的制約關(guān)系，體現(xiàn)這種制約關(guān)系，是相似原

8、理的核心 注意物理量的時(shí)間性和空間性。 彼此相似的現(xiàn)象，他們的同名相似準(zhǔn)則必定相等。（Nu,Re,Pr） 雷諾準(zhǔn)則：平板Re=ul/v， （u為流體流，l為板長(zhǎng)，v為運(yùn)動(dòng)黏度）  Re=ud/v（ d為管的直徑） Re的大小能反映流態(tài)。 普朗特準(zhǔn)則：Pr=v/a（v為運(yùn)動(dòng)黏度，a為熱擴(kuò)散率） Pr反映了流體的動(dòng)量傳遞能力與熱量傳遞能力的相對(duì)大小。 努謝爾特準(zhǔn)則：Nu=hl/入  Nu反映對(duì)流換熱的強(qiáng)弱。 格拉曉夫準(zhǔn)則：顯示自然對(duì)流流態(tài)對(duì)換熱的影響。

9、0;判別相似條件：凡同類現(xiàn)象，單值條件相似，同名的已定準(zhǔn)則相等，現(xiàn)象必定相似。 影響對(duì)流換熱的一般因素：1，流動(dòng)的起因和流動(dòng)的狀,2，流體的熱物理性質(zhì)3，流體的相變4，換熱表面的集合因素。 流動(dòng)邊界層的特性：1，邊界層極薄2，在邊界層內(nèi)存在較大的速度梯度3，邊界層流態(tài)與紊流邊界層機(jī)考壁處仍將是層流，成為層流底層4.流場(chǎng)可劃分為主流區(qū)和邊界階層區(qū)5，壓強(qiáng)梯度僅沿x方向變化。 第六章 通過(guò)接觸面的傳熱 影響接觸面熱阻的因素：1，粗超度熱阻2，壓力熱阻3，材料硬度匹配程度4，空隙中介質(zhì)的導(dǎo)熱 導(dǎo)熱介質(zhì)熱阻。 第八章 &#

10、160; 熱輻射的基本定律 物質(zhì)有分子、原子、電子等基本粒子組成，當(dāng)原子內(nèi)部的電子受激和振動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交替變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，發(fā)射電磁波向空間傳播，這就是輻射。 由于自身溫度或熱運(yùn)動(dòng)的原因而激發(fā)產(chǎn)生的電磁波傳播，就稱為熱輻射。 熱輻射特點(diǎn)：1）不依賴物體接觸而進(jìn)行熱量傳遞2）輻射換熱過(guò)程伴隨著能量形式的兩次轉(zhuǎn)化（熱力學(xué)能-電磁波能-熱力學(xué)能）3）一切物體只要其溫度T>0K,都會(huì)不斷地發(fā)射熱射線4)可在真空中進(jìn)行5）具有強(qiáng)烈的方向性6）輻射能有溫度和波長(zhǎng)有關(guān)7）發(fā)射輻射取決于溫度的4次方。 如果物體能全部吸收外來(lái)射線，即a=1,由于可見(jiàn)光亦被吸

11、收而不被反射，入眼所見(jiàn)到的顏色上呈現(xiàn)為黑色，故這種物體被定義為黑體 如物體能全部反射外界投射過(guò)來(lái)的射線，即P=1，由于可見(jiàn)光全部被反射，顏色上呈現(xiàn)為白色，故這種物體成為白體。 如果外界投射過(guò)來(lái)的射線能夠全部穿透，即t=1，則這種物體稱為透明體。 在某給定輻射方向上，單位時(shí)間、單位可見(jiàn)輻射面積、在單位立體角內(nèi)所發(fā)射全部波長(zhǎng)的能量稱為定向輻射強(qiáng)度。 在某給定輻射方向上，在單位時(shí)間、物體單位輻射面積、在單位立體角內(nèi)所發(fā)射全部波長(zhǎng)的能量稱為定向輻射力 單位時(shí)間內(nèi)、物體單位輻射面積向半球空間內(nèi)所發(fā)射全部波長(zhǎng)的總能量稱為輻射力。 單位時(shí)間內(nèi)、物體

12、單位輻射面積、在波長(zhǎng)入附近的單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)，向半球空間所發(fā)射的能量稱光譜輻射力 實(shí)際物體的輻射力與同溫度黑體的輻射力之比稱為該物體的發(fā)射率 第九章 輻射換熱計(jì)算 角系數(shù)表示離開(kāi)表面的輻射能中直接落到另一表面分?jǐn)?shù)，僅取決于表面的大小和相對(duì)位置 角系數(shù)的性質(zhì)：相對(duì)性，完整性，分解性。 減少表面間輻射換熱的有效方法是采用高反射比的表面涂層，或在表面間加設(shè)遮熱板，這類有效措施稱為輻射隔熱。 氣體輻射特點(diǎn)：1，氣體的輻射和吸收具有明顯的選擇性。2，氣體的輻射和吸收在整個(gè)氣體容積中進(jìn)行輻射的強(qiáng)弱程度和穿過(guò)氣體的錄成績(jī)氣體的溫度和分壓有關(guān)

13、。              第十章 傳熱和換熱器 記住P268 對(duì)流與輻射并存的換熱稱為“復(fù)合換熱” 增強(qiáng)傳熱方法： 1。擴(kuò)展傳熱面積 2.改變流動(dòng)狀況3.改變流體物性4.改變表面狀況5.改變換熱面形狀和大小 6.改變能量傳遞方式7.靠外力產(chǎn)生振蕩，強(qiáng)化化熱 削弱傳熱原則：1.覆蓋熱絕緣材料2.改變表面狀況和材料結(jié)構(gòu)  削弱傳熱的目的：減少熱設(shè)備及其管道的熱損失節(jié)省能源，保持溫度積滿足生活和生產(chǎn)的需要；以及保護(hù)設(shè)