傳熱學(xué)第十五講第1頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2、角系數(shù)的代數(shù)分析法由三個(gè)非凹表面組成的閉合系統(tǒng)角系數(shù)：兩個(gè)相對的非凹表面角系數(shù)：第2頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月4、兩黑體表面封閉系統(tǒng)的輻射傳熱3、有效輻射與投入輻射的定義5、兩個(gè)漫灰表面組成的封閉腔的輻射傳熱第3頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月6、簡化形式簡化形式1

：平面或凸表面簡化形式2

：兩個(gè)平行平板簡化形式3：大空間小物體第4頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月7.傳熱方程：※平壁傳熱※圓筒壁傳熱※臨界熱絕緣直徑8.換熱器分類第6頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月傳熱方程：§10-3換熱器中傳熱過程平均溫差的計(jì)算一、簡單順、逆流換熱器平均溫差的計(jì)算k—傳熱系數(shù)；?tm

—冷熱流體的傳熱溫差※在前面的傳熱計(jì)算中，都把?t作為一個(gè)定值處?！鶎τ趽Q熱器：情況不同；冷、熱流體沿傳熱面進(jìn)行換熱，溫度沿流向不斷變化，溫差?tx也沿流向不斷化。※換熱器傳熱過程計(jì)算式中的傳熱溫差應(yīng)是整個(gè)換熱器傳熱面的平均溫差?tm。第7頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)：適用于簡單逆流、順流二、對數(shù)平均溫差第8頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)進(jìn)、出口溫差比較接近時(shí)，可取其平均值：3.算術(shù)平均溫差注：平均溫差>對數(shù)平均溫差。第11頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月算術(shù)平均溫差相當(dāng)于溫度呈直線變化的情況，因此，總是大于相同進(jìn)出口溫度下的對數(shù)平均溫差，當(dāng)時(shí)，兩者的差別小于4％；當(dāng)時(shí)，兩者的差別小于2.3％。第12頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2、其它復(fù)雜布置時(shí)平均溫差的計(jì)算實(shí)際溫升理論溫升溫差修正系數(shù)第13頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月殼側(cè)1程，管側(cè)2，4，6，

程時(shí)的溫差修正系數(shù)

第14頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月殼側(cè)2程，管側(cè)4，8，12，

程時(shí)的溫差修正系數(shù)

第15頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月交叉流，兩側(cè)流體都不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)

第16頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月交叉流，一側(cè)混合、一側(cè)不混合時(shí)的溫差修正系數(shù)

第17頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月三、各種流動(dòng)形式的比較順流和逆流是兩種極端情況，在相同的進(jìn)出口溫度下，逆流的最大，順流則最??；（2）順流時(shí)，而逆流時(shí)，則可能大于，可見，逆流布置時(shí)的換熱最強(qiáng)。xTInOutt1t’2t”2xTInOutt”1t’1t2第18頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月四、簡單換熱器溫度分布圖1.流動(dòng)方向順流、逆流2.曲線變化的快慢（或陡峭）3.曲線的凸凹性※順流時(shí)兩線向中間彎曲※逆流時(shí)比較冷熱兩流體的進(jìn)出口溫差曲線向進(jìn)出口溫差小的流體方向彎曲。第19頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月※逆流時(shí)（1）第20頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.4間壁式換熱器的熱設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)類型與設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)類型設(shè)計(jì)計(jì)算：校核計(jì)算：根據(jù)給定設(shè)計(jì)工況，設(shè)計(jì)新?lián)Q熱器，確定換熱面積對已有換熱器，確定其非設(shè)計(jì)工況下的換熱能力設(shè)計(jì)方法平均溫差法傳熱單元數(shù)法計(jì)算方程熱平衡式傳熱方程式鏈接第22頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月公式中的單位說明：傳熱方程式熱平衡式第23頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2、換熱器設(shè)計(jì)的平均溫差法（1）根據(jù)給定條件，求待定溫度。（2）初步布置換熱面，并計(jì)算出相應(yīng)的傳熱系數(shù)k。（3）計(jì)算平均溫差，查找溫度修正系數(shù)。（4）由傳熱方程求出面積A，并核算兩側(cè)流動(dòng)阻力。（5）流阻過大，則改變設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：通常給定qm1c1、qm2c2以及4個(gè)溫度中的3個(gè)，求k、A。第24頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）先假設(shè)一個(gè)流體的出口溫度，按熱平衡求另一出口溫度。（2）根據(jù)4個(gè)溫度計(jì)算平均溫差△tm。（3）根據(jù)結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的傳熱系數(shù)k。（4）已知kA和△tm

，用傳熱方程求假設(shè)傳熱量Фht。（5）根據(jù)4個(gè)溫度，用熱平衡式求假設(shè)傳熱量Фhb。（6）比較Фht

與Фhb，二者不符，則重新假設(shè)一個(gè)出口溫度，重復(fù)1-6的步驟，直到二者接近程度滿足計(jì)算精度。校核計(jì)算步驟：校核計(jì)算已知條件：通常給定qm1c1、qm2c2、t1′、t2′、

A，利用三個(gè)基本方程解其余未知量。第25頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月例1：設(shè)計(jì)計(jì)算已知：求：（1）若為此換熱器為逆流換熱，A=?（2）若此換熱器為<1-2>型管殼式換熱器，A=?第26頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月解：（1）根據(jù)熱平衡方程逆流根據(jù)傳熱方程A=0.78m2Ф=70kW（2）<1-2>型管殼式換熱器需求溫差修正系數(shù)ψ查得ψ=0.94根據(jù)傳熱方程A=0.83m2第27頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月例2：校核計(jì)算求：已知：逆流換熱器第28頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月掌握每章例題(不含每章小節(jié)中的例題)、作業(yè)、課堂所講例題及PPT中的習(xí)題。掌握總復(fù)習(xí)中的帶框公式。掌握復(fù)習(xí)提要中的問題。課程總復(fù)習(xí)第29頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第1章緒論2.對流換熱：或3.黑體四次方定律：1.一維穩(wěn)態(tài)無限大平板（平壁）：或4.傳熱方程：第30頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月※非穩(wěn)態(tài)傳熱過程以及有內(nèi)熱源時(shí)，不能用熱阻分析法.復(fù)習(xí)提要：1.熱量傳遞的基本方式。2.一維傅立葉定律的基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。3.牛頓冷卻公式的基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。4.黑體輻射換熱的四次方定律基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。5.傳熱過程及傳熱系數(shù)的定義。6.熱阻的概念.對流熱阻,導(dǎo)熱熱阻的定義及基本表達(dá)式。7.三種導(dǎo)熱方式中系數(shù)哪個(gè)是物性參數(shù)，哪個(gè)不是？8.對流換熱和傳熱過程的區(qū)別.表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(對流傳熱系數(shù))和傳熱系數(shù)的區(qū)別。9.導(dǎo)熱系數(shù),表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和傳熱系數(shù)之間的區(qū)別.10.會(huì)分析一個(gè)實(shí)際問題的傳熱過程。第31頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月1.導(dǎo)熱基本定律（傅利葉定律）或2.導(dǎo)熱系數(shù)第2章穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱4.邊界條件3.直角坐標(biāo)系導(dǎo)熱微分方程給定壁面溫度第一類邊界條件：第二類邊界條件：給定壁面熱流密度第三類邊界條件：對流換熱條件第32頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月5.多層平壁(無內(nèi)熱源/一類邊界)6.多層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(無內(nèi)熱源/一類邊界)tw1tw2tw3tw4tw1tw2tw3tw412重點(diǎn)：熱流量、熱流密度及層間溫度的求解。第33頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月7.等截面直肋穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱第34頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)提要：1.掌握失量傅立葉定律的基本表達(dá)式及其中各物理量的定義。2.掌握溫度場,等溫面,等溫線的概念。3.掌握邊界條件的種類。4.了解利用能量守恒定律和傅立葉定律推導(dǎo)導(dǎo)熱微分方程的基本方法5.掌握使用熱阻概念,對通過單層和多層平板,圓筒壁面的一維導(dǎo)熱問題的計(jì)算方法。6.了解利用能量守恒定律和傅立葉定律推導(dǎo)等截面和變截面肋片的導(dǎo)熱微分方程的基本方法。7.掌握導(dǎo)熱系數(shù)為溫度的線性函數(shù)的范圍及縱向截距的意義。8.掌握肋效率的定義及其與傳熱量的關(guān)系。9.掌握肋片內(nèi)溫度分布及肋片表面散熱量的計(jì)算。第35頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月1.畢渥數(shù)、傅立葉數(shù)及時(shí)間常數(shù)l特征長度※畢渥數(shù)Fo越大，熱擾動(dòng)就能越深入地傳播到物體內(nèi)部，因而，物體各點(diǎn)地溫度就越接近周圍介質(zhì)的溫度?！盗⑷~數(shù)※時(shí)間常數(shù)第3章非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱掌握不同物體的特征長度第36頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月※集總參數(shù)法計(jì)算公式：※使用條件平板長圓柱圓球3.半無限大物體非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的溫度分布2.集總參數(shù)法第37頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)提要：１非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分類及各類型的特點(diǎn)。２掌握Bi準(zhǔn)則數(shù),Fo準(zhǔn)則數(shù)的定義及物理意義。３掌握Bi0和Bi

各代表什么樣的換熱條件?４掌握集總參數(shù)法的物理意義及應(yīng)用條件。５掌握使用集總參數(shù)法，物體內(nèi)部溫度變化及換熱量的計(jì)算方法。時(shí)間常數(shù)的定義及物理意義.６了解非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正規(guī)狀況階段的物理意義及數(shù)學(xué)計(jì)算上的特點(diǎn)７了解非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的正規(guī)狀況階段的判斷條件。８掌握半無限大平板的物理概念。9掌握半無限大平板非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的計(jì)算方法。10掌握不同物體的特征長度第38頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月※意義：大小反映平均對流換熱的強(qiáng)弱第5章對流傳熱的理論基礎(chǔ)1.普朗特?cái)?shù)Pr與努歇爾數(shù)Nu意義：反映流體分子和流體微團(tuán)的動(dòng)量和熱量擴(kuò)散的深度?！?9頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月邊界層分類層流邊界層：紊流邊界層：慣性力<粘性力慣性力>粘性力臨界雷諾數(shù)：Rec第40頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.牛頓冷卻式:※特征長度：板長※定性溫度：※適用范圍：層流邊界層3.流體外掠平板時(shí)※當(dāng)?shù)嘏獱枖?shù)第41頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)提要：1.對流換熱是如何分類的?影響對流換熱的主要物理因素.2.對流換熱問題的數(shù)學(xué)描寫中包括那些方程?3.從流體的溫度場分布可以求出對流換熱系數(shù)(表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)),其物理機(jī)理和數(shù)學(xué)方法是什么?4.速度邊界層和溫度邊界層的物理意義和數(shù)學(xué)定義.5.管外流和管內(nèi)流的速度邊界層有何區(qū)別?第42頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月3.管內(nèi)受迫對流換熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式2.特征數(shù)方程的常用形式迪圖斯-貝爾特公式湍流強(qiáng)制對流第6章單相對流傳熱的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式1.相似原理、量綱分析相似條件：（1）同類現(xiàn)象（2）同名準(zhǔn)則數(shù)相同（3）單值性條件相似第43頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月4.自然對流溫差密度差浮升力自然對流自然對流換熱第44頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月流體外掠平板管內(nèi)受迫對流流體外掠單管流體外掠管束大空間自然對流有限空間自然對流準(zhǔn)則方程式特征長度定性溫度板長內(nèi)徑或外徑外徑H或外徑茹卡烏斯卡斯關(guān)聯(lián)式第45頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)提要：1.對管內(nèi)流和管外流,Re準(zhǔn)則數(shù)中的特性長度的取法是不一樣的.說明其物理原因.2.當(dāng)量水利直徑的定義和計(jì)算方法.3.掌握什么是相似原理?判斷物理相似的條件?相似原理在工程中有什么作用?4.掌握外掠單管與管內(nèi)流動(dòng)兩種現(xiàn)象有什么本質(zhì)區(qū)別？5.掌握大空間自然對流與有限空間自然對流的區(qū)別。6.掌握Nu,Pr和Gr的物理意義，Nu數(shù)與Bi數(shù)有什么區(qū)別。7.掌握外掠平板，管內(nèi)流、管外流時(shí)層流與湍流的Re判斷大小。第46頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第八章主要復(fù)習(xí)內(nèi)容1、物體表面對電磁波的作用固體和液體：氣體：2、斯忒藩-玻耳茲曼定律第47頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月3、普朗克定律維恩位移定律

黑體輻射能按波段的分布黑體輻射函數(shù)第48頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月4、蘭貝特定律定向輻射強(qiáng)度遵守蘭貝特定律的輻射第49頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月5、實(shí)際物體的輻射力6、實(shí)際物體的光譜輻射力7、實(shí)際物體的定向輻射強(qiáng)度黑體漫射體第50頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月8、實(shí)際物體的吸收比光譜吸收比9、灰體10、基爾霍夫定律第51頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)提要：1.掌握什么是黑體,灰體?2.掌握光譜輻射力,輻射力和定向輻射強(qiáng)度的物理意義.它們之間有什么關(guān)系?3.物體的發(fā)射率,吸收率,反射率,穿透率是怎樣定義的?發(fā)射率和反射率有何不同?4.掌握漫射物體吸收率與發(fā)射率的計(jì)算方法。5.掌握工業(yè)上有實(shí)際意義的熱輻射波長范圍.近紅外,遠(yuǎn)紅外輻射概念.6.掌握漫射表面的概念.7.物體的發(fā)射率取決于物體本身,而不涉及外部條件.因此,發(fā)射率可看成是物性.但是吸收率與外界條件有關(guān).為什么對于灰體,吸收率也可看成是物性,并等于發(fā)射率?8.掌握維恩位移定律的表達(dá)式.9.掌握三個(gè)黑體輻射基本定律的計(jì)算應(yīng)用.第52頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第九章輻射傳熱的計(jì)算1、角系數(shù)的定義及性質(zhì)※相對性※可加性※完整性第53頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2、角系數(shù)的代數(shù)分析法由三個(gè)非凹表面組成的閉合系統(tǒng)角系數(shù)：兩個(gè)相對的非凹表面角系數(shù)：第54頁，課件共61頁，創(chuàng)作