一、本課的基本要求

5.掌握導(dǎo)熱系數(shù)

及導(dǎo)溫系數(shù)a的單位、物理意義、影響因素。

第一講:

熱量傳輸基本概念及基本定律1.掌握導(dǎo)熱、對流、輻射三個基本概念。2.正確理解傳熱系數(shù)K、熱阻R的含義、傳熱一般方程。3.了解溫度場及其分類、溫度梯度。4.理解溫度場的建立、等溫面及溫度梯度，重點掌握傅立葉穩(wěn)定導(dǎo)熱的基本定律的表達式及應(yīng)用。第二章熱

量

傳

輸二、本課的重點、難點：

2.本課的重點、難點是傅立葉穩(wěn)定導(dǎo)熱的基本定律。

三、教參及教具

1.高家銳，動量、熱量、質(zhì)量傳輸原理，重慶大學(xué)出版社，1987。

2.

張先棹，冶金傳輸原理，冶金工業(yè)出版社，1988。

1.

本課的重點是導(dǎo)熱、對流、輻射三個基本概念。第二章熱

量

傳

輸

熱量傳輸簡稱傳熱，它是極為普遍而又重要的物理現(xiàn)象。冶金生產(chǎn)過程無論是否伴隨化學(xué)反應(yīng)或物態(tài)轉(zhuǎn)變，熱量傳輸往往對該過程起限制作用。

第二章熱

量

傳

輸

傳熱的動力：溫差本章研究傳熱的內(nèi)容：

1.傳熱方式

2.特定條件下傳熱速率提高傳熱速率——提高生產(chǎn)率降低傳熱速率——提高熱效率（節(jié)能）§

2.1基本概念及基本定律

2.1.1基本概念

導(dǎo)熱對流輻射

1.傳熱方式第二章熱

量

傳

輸(1)傳導(dǎo)傳熱（導(dǎo)熱）

①定義：在一個連續(xù)介質(zhì)內(nèi)若有溫差存在，或者兩溫度不同的物體直接接觸時，在物體內(nèi)沒有可見的宏觀物質(zhì)流動時所發(fā)生的傳熱現(xiàn)象叫導(dǎo)熱。②條件：溫差、無物質(zhì)宏觀運動。③取決于：物質(zhì)本身的物性。

第二章熱

量

傳

輸（2）對流傳熱（對流）①定義：有流體存在，并有流體宏觀運動情況下所發(fā)生的傳熱叫對流。②條件：溫差、有物質(zhì)宏觀運動。③取決于：物質(zhì)本身的物性、流動狀態(tài)。第二章熱

量

傳

輸（3）輻射傳熱（輻射）

①定義：物體因受熱發(fā)出熱輻射能，高溫物體失去熱量而低溫物體得到熱量，這種傳熱方式叫輻射傳熱。②條件：溫差、發(fā)射電磁波。③取決于：兩物體空間位置（角度系數(shù)）、表面特性（黑度）。第二章熱

量

傳

輸2.傳熱基本方程

（1）熱流量Q：單位時間傳遞的熱量。

（2）熱通量（熱流密度）q：單位時間通過單位面積傳遞的熱量。

（3）傳熱方程：

Q=K·

t·A·

JQ=K·

t·AWq=K·

tW/m2

第二章熱

量

傳

輸（4）傳熱系數(shù)K：單位時間、單位面積、溫差為1

C傳遞的熱量，即單位傳熱量。

提高傳熱速率的措施：K

、R

降低傳熱速率的措施：K

、R

第二章熱

量

傳

輸（5）熱阻R：

Rf

——傳熱面上的總熱阻；

R——單位傳熱面上的熱阻。（6）單位換算

1kcal=4.187kJ1kcal/h=1.163J/s=1.163W（7）傳熱問題的電模擬法

RΔt

q第二章熱

量

傳

輸fRtKAtQ/D=D=1RtKtq/D=D=13.溫度場、等溫面及溫度梯度

（1）溫度場：溫度按空間及時間的分布規(guī)律和變化規(guī)律就是溫度場。

a.數(shù)學(xué)表達式：

t=f(x，y，z，

)

b.分類：穩(wěn)定溫度場：不隨時間而變化的溫度場。t=f(x，y，z)

特點：

t/

=0，為穩(wěn)定傳熱不穩(wěn)定溫度場：

t/

0，為不穩(wěn)定傳熱。

第二章熱

量

傳

輸?shù)诙聼?/p>

量

傳

輸

空間（一、二、三維溫度場）

（2）等溫面

（3）等溫線

（4）溫度梯度：dxdt第二章熱

量

傳

輸2.1.2基本定律

1.

傅立葉導(dǎo)熱定律

（1）穩(wěn)定溫度場的建立

1~

3為不穩(wěn)定導(dǎo)熱，

為穩(wěn)定導(dǎo)熱時期。

第二章熱

量

傳

輸（2）傅立葉導(dǎo)熱定律

——導(dǎo)熱系數(shù)。

第二章熱

量

傳

輸（3）導(dǎo)熱系數(shù)

1）單位：w/m

c

2）物理意義：物體的導(dǎo)熱能力，

q

導(dǎo)熱能力

3）影響因素：

a.物質(zhì)種類：

氣：0.006~0.6w/m

c

液：0.07~0.7w/m

c

金屬：2.2~420w/m

c；其中純銀最高，銅、金、鋁次之。

工程材料：0.025~3w/m

c

b.物理狀態(tài)：溫度、壓力、密度、濕度等，其中溫度是最重要的因素。

第二章熱

量

傳

輸?shù)诙聼?/p>

量

傳

輸對于工程材料：

=

0（1+bt）

=

0+at

（4）導(dǎo)溫系數(shù)a

（熱量梯度）

即單位時間、單位面積的熱流量與熱量梯度成正比。a=

/c·

——導(dǎo)溫系數(shù)。第二章熱

量

傳

輸1）單位：a=

/(c·)m2/s2）物理意義：熱量傳輸能力

a=

/(c·)=導(dǎo)熱能力/吸熱能力