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1、2023/10/26,1,第一章 热量传递的三种基本方式,1 导热,一、定义,指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。,1.条件：,无相对位移（必须直接接触）,2023/10/26,2,2.微观机理,气体,金属固体,非金属固体,液体,分子的热运动,自由电子的热运动,晶格的振动,介于气体和固体之间,二、傅利叶定律,单位时间内通过的导热热量与温度变化率及传热面积成正比。,（一维）,2023/10/26,3,负号：,热量传递方向与温度升高方向相反,称为导热系数,物性参数,表征材料导热性能优劣,热流密度,热流量,2023/10
2、/26,4,例：一维稳态无限大平板的导热,稳态过程：温度不随时间变化的热量传递过程,非稳态过程：温度随时间变化的热量传递过程,返回,无限大平板：,对于长度和宽度远远大于厚度的长方体。,2023/10/26,5,三、热阻分析法,1.自然界一切转移过程：,2.电量转移过程：,2023/10/26,6,3.热量转移过程：,导热热阻，单位为,面积热阻，单位为,2023/10/26,7,2 对流,一、定义,当流体流过一个物体表面时的热量传递过程。,1.对流：,2.对流换热：,二、分类,1.有无相变：,无相变对流,凝结和沸腾对流,2.成因：,自然对流,强制对流,由密度差引起的,由泵、风机等压力设备引起 的
3、流体流动,流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。,2023/10/26,8,三、牛顿冷却公式,称为表面传热系数,非物性参数,2023/10/26,9,四、表面传热系数的影响因素,h 的大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关：,（1）流体的物性（导热系数、粘度、密度、比热容等）；,（2）流体流动的形态（层流、紊流）；,（3）流动的成因（自然对流或强制对流）；,（4）物体表面的形状、尺寸；,（5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。,2023/10/26,10,表1 一些表面传热系数的数值范围,2023/10/26,11,五、热阻分析法,2
4、023/10/26,12,3 辐射,一、定义,以电磁波形式传递能量的现象。,1.辐射：,2.热辐射：,由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象。,二、黑体和实际物体发出辐射能,1.黑体：,能吸收投入到其表面上的所有热辐射的物体。,2023/10/26,13,2.四次方定律（黑体）：,3.实际物体：,斯忒藩玻耳兹曼常数，又称为黑体辐射常数，5.6710-8 W/(m2K4)；,绝对温度，K。,黑度（又称发射率）。,2023/10/26,14,三、辐射换热,1.定义:,3.黑体间的辐射换热,物体间靠热辐射进行的热量传递。,以无限靠近的黑体平板为例：,2.特性：,可在真空中传播,有能量转换,2023/10/26,15,4.实际物体的辐射换热,以无限靠近的实际平板为例：,系统黑度,5.大空间小物体辐射换热,下角标1小物体,
