傳熱傳質(zhì)學(xué)第1章45學(xué)時課件

傳熱傳質(zhì)學(xué)

HeatandMassTransfer傳熱傳質(zhì)學(xué)

傳熱傳質(zhì)學(xué)

傳熱學(xué)課程建設(shè)小組.1第一章緒論.2傳熱學(xué)研究的對象(Object)？為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)的研究方法(Researchmethods)？傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向(HistoryandTrends)？本課程的要求(Requirements)？傳熱學(xué)傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)？.3傳熱學(xué)研究的對象(Object)？為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)的研究方法(Researchmethods)？傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向(HistoryandTrends)？本課程的要求(Requirements)？傳熱學(xué)傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)？.41.1傳熱學(xué)研究的對象(Object)？傳熱學(xué)——研究由溫差引起熱量轉(zhuǎn)移規(guī)律的科學(xué)。自然界溫差無處不在、無處不有。工程熱力學(xué)研究的是最終狀態(tài)、不涉及速率和設(shè)備尺寸；而傳熱學(xué)引入了時間和設(shè)備尺寸。.5傳熱學(xué)研究的對象(Object)？為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)的研究方法(Researchmethods)？傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向(HistoryandTrends)？本課程的要求(Requirements)？傳熱學(xué)傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)？.61.2為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？研究傳熱的應(yīng)用食品造紙紡織空氣調(diào)節(jié)傳熱學(xué)(HeatTransfer)醫(yī)療航空航天建筑化工機(jī)械能源電子交通.71.2為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？

傳熱學(xué)是能源、動力、化工、航空航天、機(jī)械、電子、土木等學(xué)科的技術(shù)基礎(chǔ)課。

傳熱學(xué)與工程熱力學(xué)、流體力學(xué)和燃燒學(xué)是動力工程及工程熱物理學(xué)科的主要技術(shù)基礎(chǔ)課。.81.2為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？工程傳熱問題可分為兩種類型b確定溫度場a計算傳熱量.9傳熱學(xué)研究的對象(Object)？為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)的研究方法(Researchmethods)？傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向(HistoryandTrends)？本課程的要求(Requirements)？傳熱學(xué)傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)？.101.3如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)課程的特點：理論嚴(yán)謹(jǐn)、工程性很強(qiáng)。專業(yè)基礎(chǔ)課。是聯(lián)系基礎(chǔ)課與專業(yè)課的紐帶。能量守恒定律是貫穿全書的主線。.111.3如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)課程的學(xué)習(xí)方法：抓住主線，注意各內(nèi)容是如何圍繞主線展開的。重視基本概念和基本理論,做到對所研究的物理過程有較為深刻的理解。學(xué)會傳熱學(xué)分析和解決實際問題的思路和方法，培養(yǎng)綜合分析問題的能力和創(chuàng)造性的思維能力。加強(qiáng)工程實際訓(xùn)練，理論與實踐相結(jié)合,培養(yǎng)工程分析能力和靈活應(yīng)用經(jīng)驗公式、計算圖表的能力。.12傳熱學(xué)研究的對象(Object)？為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)的研究方法(Researchmethods)？傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向(HistoryandTrends)？本課程的要求(Requirements)？傳熱學(xué)傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)？.131.4本課程的要求(Requirements)？通過a對傳熱機(jī)理的學(xué)習(xí)b傳熱關(guān)系式的推導(dǎo)c傳熱速率的計算達(dá)到a掌握熱量傳遞規(guī)律的基本知識b具備分析工程傳熱問題的基本能力c掌握計算工程傳熱問題的基本方法要求.141.4本課程的要求(Requirements)？要求一部分同學(xué)在本課程的基礎(chǔ)上能繼續(xù)向本學(xué)科的未知領(lǐng)域進(jìn)軍。一部分同學(xué)能夠在國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場及國防建設(shè)上學(xué)以致用，解決工程實際問題。.151.4本課程的要求(Requirements)？參考書1、楊世銘、陶文銓編著，傳熱學(xué)，第三版，高等教育出版社。2、曹玉璋編，傳熱學(xué)，北京航空航天大學(xué)出版社。3、JohnH.LienhardIV/JohnH.LienhardV,

AHeatTransferTextbook,3rdEdition

/lienhard/www/ahtt.html.16傳熱學(xué)研究的對象(Object)？為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)的研究方法(Researchmethods)？傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向(HistoryandTrends)？本課程的要求(Requirements)？傳熱學(xué)傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)？.171.4傳熱學(xué)的研究方法

(Researchmethods)？理論分析實驗研究數(shù)值計算.181.4傳熱學(xué)的研究方法

(Researchmethods)？理論分析.191.4傳熱學(xué)的研究方法

(Researchmethods)？實驗研究.201.4傳熱學(xué)的研究方法

(Researchmethods)？數(shù)值計算.21傳熱學(xué)研究的對象(Object)？為什么要學(xué)習(xí)傳熱學(xué)(Why)？如何學(xué)好傳熱學(xué)(How)？傳熱學(xué)的研究方法(Researchmethods)？傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向(HistoryandTrends)？本課程的要求(Requirements)？傳熱學(xué)傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)？.221.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)熱量傳遞的三種基本形式~3Therearethree

basicwaysthatheatmaybetransferredbetweensubstancesatdifferenttemperatures-conduction,convection,andradiation..231.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(1)導(dǎo)熱(HeatConduction)定義：熱量從物體中溫度較高的部分傳到溫度較低的部分或者從溫度較高的物體傳到與其接觸的溫度較低的物體。Conductionisthetransferofheatfromahightemperatureregiontoalowtemperatureregionwithinabodyorfromahightemperaturebodytoalowtemperaturebodyinphysicalcontact..241.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)特點：物體各部分間無宏觀相對位移;熱量在傳遞過程中無能量形式的變化。(1)導(dǎo)熱(HeatConduction).251.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)計算公式：(1)導(dǎo)熱(HeatConduction)Ft1t2dAl為導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m.oC).261.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(2)熱對流(Convection)定義：在流體中溫度不同的各部分之間發(fā)生相對位移時所引起的熱量傳遞。Convectionistheflowofheatfromahotregiontoacoolregion

throughabulk,macroscopicmovementoffluid..271.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(2)熱對流(Convection)特點：流體各部分間發(fā)生宏觀相對位移；熱量在傳遞過程中無能量形式的變化；只能發(fā)生在流體中；必然拌有導(dǎo)熱現(xiàn)象。.281.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(2)熱對流(Convection)對流換熱：對流換熱的分類：自然對流相變換熱

強(qiáng)迫對流流體流過固體壁面時的熱量交換。Heattransfersbetweenasolidandafluidwhenthereisatemperaturedifferencebetweenthefluidandthesolid..291.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(2)熱對流(Convection)對流換熱的計算公式：twtfA.301.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(3)熱輻射(TermalRadiation)輻射：物體通過電磁波來傳遞能量的過程.311.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(3)熱輻射(TermalRadiation)輻射：物體通過電磁波來傳遞能量的過程Radiationisaprocessthattheenergymaybetransferredbyelectromagneticwave..321.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(3)熱輻射(TermalRadiation)熱輻射：由于熱的原因而產(chǎn)生的輻射，物體將內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪?，或者物體吸收電磁波而變?yōu)閮?nèi)能。T>0K.331.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(3)熱輻射(TermalRadiation)特點：能量可在真空中傳播;熱量在傳遞過程中發(fā)生形式上的變化。計算公式：.341.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents).351.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)t1,h1高溫流體對流換熱t(yī)2,h2低溫流體對流換熱導(dǎo)熱.361.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(4)傳熱過程(HeatTransferProcess)計算公式：k

傳熱系數(shù)[W/(m2

K)]，

描述了傳熱過程熱量傳遞能力的大小.371.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)(5)熱流與熱阻HeatflowrateandThermalResistance熱流F－單位時間所傳遞的熱量（W）。熱流密度q－單位時間、單位面積所傳遞的熱量（W/m2）。HeatflowrateF---Theheattransferredperunittime.Heatfluxq---Theheattransferredperunitareaandperunittime.381.5傳熱學(xué)的基本內(nèi)容(Contents)熱阻：可以串聯(lián)也可以并聯(lián)總面積熱阻：單位面積熱阻：(5)熱流與熱阻HeatflowrateandThermalResistance.39傳熱學(xué)的發(fā)展歷史

傳熱學(xué)是在18世紀(jì)30年代英國工業(yè)革命促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的大背景下成長起來的，作為學(xué)科則形成于19世紀(jì)。1.6傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向

(HistoryandTrends)？.40對導(dǎo)熱做出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家主要有傅立葉(J.B.J.Fourier)、畢渥(J.B.Biot)。1804年畢渥根據(jù)實驗提出了導(dǎo)熱比例系數(shù)的概念，傅立葉在實驗研究的同時，十分重視數(shù)學(xué)工具的運用，1807年他提出求解偏微分方程的分離變量法和可以將解表示成一系列任意函數(shù)的概念，1822年他發(fā)表了著名論著“熱的解析理論”，描述導(dǎo)熱的定律就是以他的名字命名的，奠定了導(dǎo)熱的理論基礎(chǔ)。傅立葉被公認(rèn)為導(dǎo)熱理論的奠基人.

1.6傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向

(HistoryandTrends)？傳熱學(xué)的發(fā)展歷史導(dǎo)熱JeanBaptisteBiotJ.B.J.Fourier.41傳熱學(xué)的發(fā)展歷史對流換熱1.6傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向

(HistoryandTrends)？1823年M.Navier提出了不可壓流體流動方程。1845年G.G.Stokes進(jìn)行了改進(jìn)，完成了建立流體流動基本方程的任務(wù)。1880年O.Reynolds將流動分為層流和湍流。1909年和1915年W.Nusselt獲得了對流換熱中有關(guān)無量綱準(zhǔn)則數(shù)之間的原則關(guān)系。1904年L.Prandtl提出了邊界層的概念。ClaudeLouisMarieHenriNavier

GeorgeGabrielStokes

OsborneReynolds1842-1912Englishengineer

WilhelmNuesslt1882-1957GermanengineerLudwigPrandtl1875-1953Germanphysicist.42傳熱學(xué)的發(fā)展歷史1889年O.lummer等測定了黑體輻射光譜能量分布的實驗數(shù)據(jù)。19世紀(jì)末J.Stefan根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確立了黑體輻射力正比絕對溫度的四次方規(guī)律。1884年L.Boltzmann從理論上證實了上述定律。1896年Wien位移定律。19世紀(jì)末L.Rayleigh-J.H.Jeans公式。輻射換熱1.6傳熱學(xué)的歷史、發(fā)展方向

(HistoryandTrends)？1900年M.Planck定律。JOSEFSTEF