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1、12008-9-41华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. )(398CmW?=纯铜;)(6.0CmW?=水）（空气CCmW?20 )(026.0=2008-9-414华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng.电学的欧姆定律：电学的欧姆
2、定律：I(电流电流)=U(电势差电势差) /R (电阻电阻) 热电比拟 热电比拟热阻热阻/()tA= t1t2 x t1t2 x热量传递是自然界中的一种转移过程。各种 转移过程有一个共同规律，就是：热量传递是自然界中的一种转移过程。各种 转移过程有一个共同规律，就是：=过程的动力过程中的转移量过程的阻力平板导热平板导热平板导热平板导热 ：AR =导热热阻导热热阻导热热阻导热热阻/tq=相对于单位面积而言的热阻称之为相对于单位面积而言的热阻称之为相对于单位面积而言的热阻称之为相对于单位面积而言的热阻称之为面积热阻面积热阻面积热阻面积热阻热流量热流量热流量热流量相当于相当于相当于相当于电流；电流；
3、电流；电流；温差温差温差温差相当于相当于相当于相当于电势差；电势差；电势差；电势差；热阻热阻热阻热阻相当于相当于相当于相当于电阻电阻电阻电阻2008-9-415华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng. 2 热对流热对流热对流热对流是指各部分温度不同的流体（液体或气 体）由于相互混合的是指各部分温度不同的流体（液体或气 体）由于相互混合的宏观运动宏观运动所引起的热量传递现 象。流体温度分布不均匀时，也将
4、本能的产生导 热，故所引起的热量传递现 象。流体温度分布不均匀时，也将本能的产生导 热，故热对流热对流和和热传导热传导总是总是同时发生同时发生的。的。热对流的定义热对流的定义热对流的定义热对流的定义2008-9-416华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng.2008-9-417华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Cente
5、r of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng.工程中最具实际意义的 是，工程中最具实际意义的 是，流体流过温度不同的固 体壁面时引起的热量传递过 程，流体流过温度不同的固 体壁面时引起的热量传递过 程，称之为称之为对流换热。对流换热。对流换热对流换热对流换热对流换热 uttw A对流换热的分类：按流动起因可分为对流换热的分类：按流动起因可分为强制对流强制对流和和 自然对流自然对流两大类。按是否相变可分为两大类。按是否相变可分为相变对流换热相变对流换热和和 单相对流换热单相对流换热。2008-9-418华中科技大学传热与节能中心华中
6、科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng.对流换热计算对流换热计算对流换热计算对流换热计算牛顿冷却公式牛顿冷却公式牛顿冷却公式牛顿冷却公式 ： 热流量热流量热流量热流量 ，单位时间传递的热量，单位时间传递的热量，单位时间传递的热量，单位时间传递的热量q q：热流密度：热流密度：热流密度：热流密度h h ：对流换热系数对流换热系数对流换热系数对流换热系数A A：与流体接触的壁面面积：与流体接触的壁面面积：与流体接触的壁面面积：与流体接
7、触的壁面面积： 固体壁表面温度固体壁表面温度固体壁表面温度固体壁表面温度： 流体温度流体温度流体温度流体温度()()wfwfqh tth thA ttAh t= =wt2W (mC)? ft牛顿冷却公式牛顿冷却公式牛顿冷却公式牛顿冷却公式（牛顿，（牛顿，1701年，英国科学家年，英国科学家）2m2W m t流体和物体表面的温差，约定永远为正，单位为流体和物体表面的温差，约定永远为正，单位为K或。或。当流体对固体表面加热或冷却时，通过两者之间的热流密度 与流体温度和固体表面温度的差值成正比。当流体对固体表面加热或冷却时，通过两者之间的热流密度 与流体温度和固体表面温度的差值成正比。42008-9
8、-419华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng.对流热阻对流热阻对流热阻对流热阻)/(1Aht=1 hAR =对流热阻对流热阻对流热阻对流热阻1 hAR =面积热阻面积热阻面积热阻面积热阻2008-9-420华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . S
9、ciSci. & Eng. & Eng.表面传热系数表面传热系数表面传热系数表面传热系数上式仅给出了上式仅给出了表面传热 系数表面传热 系数的定义式，不是物性参 数。影响表面传热系数的因 素很多，的定义式，不是物性参 数。影响表面传热系数的因 素很多，研究对流换热的基 本任务研究对流换热的基 本任务就是用理论分析或实 验方法得出不同情况下表面 传热系数的计算关系式。就是用理论分析或实 验方法得出不同情况下表面 传热系数的计算关系式。()()wfwfqh tth thA ttAh t= =Typical values of h5 - 30 20 - 100020 - 300 50 - 20,00
10、0 5,000 - 50,0002,000 - 100,000 5,000 - 100,000Free Convection Gases LiquidsForced Convection Gases Liquids Liquid metalsPhase change Boiling liquids CondensationH(W/m2 - C)Process2008-9-421华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng
11、. & Eng.由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。 热辐射的电磁波由物体内部微观粒子的热运动状态 改变时激发出来的。由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。 热辐射的电磁波由物体内部微观粒子的热运动状态 改变时激发出来的。3 热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射特点：特点： a) 任何物体，只要温度高于任何物体，只要温度高于0K，就会不停地向周围空 间发出热辐射；，就会不停地向周围空 间发出热辐射； b) 可以在真空中传播；可以在真空中传播； c) 伴随能量形式的转变；伴随能量形式的转变；物体内能物体内能电磁波能电磁波能物体 内能物体 内能 d) 辐射能与温度和波长均有关辐射能与温度
12、和波长均有关2008-9-422华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng. 辐射换热辐射换热辐射换热辐射换热无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、 相互辐射能量； 高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐 射给高温物体的能量； 总的效果是热由高温物体传到低温物体。无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、 相互辐射能量； 高温物体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐 射给高温物体的能量； 总
13、的效果是热由高温物体传到低温物体。?自然界各个物体都不停地向空间发出热辐射，也不自然界各个物体都不停地向空间发出热辐射，也不自然界各个物体都不停地向空间发出热辐射，也不自然界各个物体都不停地向空间发出热辐射，也不 断地吸收其他物体发出的热辐射，其综合过程即为断地吸收其他物体发出的热辐射，其综合过程即为断地吸收其他物体发出的热辐射，其综合过程即为断地吸收其他物体发出的热辐射，其综合过程即为辐辐辐辐 射换热射换热射换热射换热。2008-9-423华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Cent
14、er of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng. 热辐射的计算热辐射的计算热辐射的计算热辐射的计算斯蒂芬斯蒂芬斯蒂芬斯蒂芬- -玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律黑体：能吸收投入到其表面上所有热辐射能的物体。这种物体 的吸收本领和辐射本领在同温度的物体中最大。黑体：能吸收投入到其表面上所有热辐射能的物体。这种物体 的吸收本领和辐射本领在同温度的物体中最大。 斯蒂藩-玻耳兹曼定律斯蒂藩-玻耳兹曼定律： K 黑体表面的绝对温度（热力学温度）黑体表面的绝对温度（热力学温度） 斯蒂芬-玻尔兹曼常数，或称黑体辐射常数斯蒂芬-玻尔兹曼常数，或称黑体辐射常数2
15、m 黑体辐射表面积黑体辐射表面积4TA=TA实际物体辐射能力的计算：实际物体辐射能力的计算： 4W A T = 实际物体表面的发射率（黑度），实际物体表面的发射率（黑度），01；与物体 的种类、表面状况和温度有关；与物体 的种类、表面状况和温度有关 2008-9-424华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTherm. . SciSci. & Eng. & Eng.两个表面间的辐射传热量的计算较为复杂，需要考虑各表 面辐射的热量和吸收的热量的总和。但有一种情
16、况计算却很简单，当一个面积为两个表面间的辐射传热量的计算较为复杂，需要考虑各表 面辐射的热量和吸收的热量的总和。但有一种情况计算却很简单，当一个面积为A1，发射率为，发射率为 1，温度为，温度为T1的表面被另一个温度为的表面被另一个温度为T2的大得多的表面包围 时，两表面间的辐射热流量为：的大得多的表面包围 时，两表面间的辐射热流量为：44 1112()QATT=辐射换热的计算辐射换热的计算辐射换热的计算辐射换热的计算52008-9-425华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心华中科技大学传热与节能中心 HUST Center of HUST Center of ThermTh
