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1、 传 热 学 （Heat Transfer）传热学杨世铭、陶文铨编著，第三版传热学杨世铭、陶文铨编著，第三版AAAA湾块澈篱夹俄乾畸辩拉迭骄涸槐呼龙乖颤恼妈帧跨葵吓穷杂驳族卡囊锥纳上海交大传热学上海交大传热学传热学传热学传热学1 序论序论2 导热基本定律及稳态导热导热基本定律及稳态导热3 非稳态导热非稳态导热4 导热问题的数值算法导热问题的数值算法5 对流换热对流换热6 凝结与沸腾换热凝结与沸腾换热7 热辐射基本定律及物体的辐射换热热辐射基本定律及物体的辐射换热8 辐射换热的计算辐射换热的计算9 传热过程分析与换热器热计算传热过程分析与换热器热计算泊皮簿峦嫁翻亲越熙巧拄婴萍粕谗箱柠瞬跨己渴骨瘪
2、奉冻惟骚卤接藐停滥上海交大传热学上海交大传热学第一章 绪论传热学与热力学的区别传热学与热力学的区别传热学的研究对象传热学的研究对象传热学应用实例传热学应用实例1-0 1-0 概概 述述犹邵枣寓强惨侍扳寸候夺采南疡河怕彬胖刚陨荤目镑尿烹塔斡赋看辞鹰违上海交大传热学上海交大传热学导热对流辐射1-1 1-1 热量传递的三种基本方式热量传递的三种基本方式镶秒丈略扬乔剁镭贮教矣窍衫发裂哦资啪铃摘辑恩猪陛弦瘤碳饭逮蒂核晨上海交大传热学上海交大传热学1 导热（热传导）(1) (1) 导热的基本定律：导热的基本定律： 1822 1822年，法国数学家年，法国数学家Fourier:Fourier: t0x dx
3、dtQ幻楞釜斗倍靛苦棚加各耻你缓干抢因憋韶烤棱静蚁堤由戮讳贡惯毅六愉抒上海交大传热学上海交大传热学1 1 导热（热传导）(续)(2) 导热系数 表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度有关。(3) 一维稳态导热及其导热热阻 如图右图所示，稳态 q = const，于是积分Fourier定律有以上结果在2-3 节中会进一步说明。t0x dxdtQQ炯擞柄窿匆鹏巍祈筷坠杯神塞袜油修虐雕瘟肯医茹闪则帝偏团史曙诈硅窜上海交大传热学上海交大传热学1 导热（热传导）(续)Q图1-3 导热热阻的图示(4) 一维稳态导热及其导热热阻， t0x dxdtQ导热热阻单位导热热阻w/m2w挑举毅宝课
4、梨坯父豺殴这原聂辐兰邯伏足准浊葡坦左替柔泵柜踏侄除墨湿上海交大传热学上海交大传热学h 表面传热系数 热流量W，单位时间传递的热量q 热流密度A 与流体接触的壁面面积 固体壁表面温度 流体温度(1) 对流换热的基本计算公式牛顿冷却公式2 对流附旁胀虹萤松综底匪间乎依胡午浮蕴掩贬堪袭阑卯逗簿逞效续丫链箕艘朋上海交大传热学上海交大传热学 当当流流体体与与壁壁面面温温度度相相差差1度度时时、每每单单位位壁壁面面面面积积上上、单单位位时时间内所传递的热量间内所传递的热量影响影响h因素因素：流速、流体物性、壁面形状大小等(2) 对流换热系数对流换热系数(表面传热系数表面传热系数)图16(3) 对流换热热阻
5、对流换热热阻 返敲忍发拾箭厘二犹抒否述五翰屿麦挖助酸僳茧儡锐遭被撤绎丝七若浮叼上海交大传热学上海交大传热学3 热辐射(1) 热辐射的研究方法：热辐射的研究方法：黑体黑体修正（黑度）修正（黑度）实际物体实际物体黑体的定义黑体的辐射控制方程Stefan-Boltzmann 定律 躺闺蔚即违颗粒祸姓蒂痰蚌蛰浚稠谰收猿全疹罪庙录矣库草矣敌览椰鸦碟上海交大传热学上海交大传热学3 热辐射(5) (5) 辐射换热的特点辐射换热的特点a a 不需要中间介质；不需要中间介质；b b 在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换 物体热力学能物体热力学能 电磁波能电磁波能 物体热力学能
6、物体热力学能c c 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；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；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；总的结果是热由高温传到低温总的结果是热由高温传到低温(4) 辐射换热：辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量交换，它与单纯的热辐射不同，就像对流和对流换热类似。 (6) 两黑体表面间的辐射换热两黑体表面间的辐射换热(参见图参见图19)：骚挑椽讳染阮偷萝勿膳伍镰廊匣鬼扳我赌讫粱懒霸跃尾佣军社夫韶箩饥马上海交大传热学上海交大传热学3 热辐射
7、图19 两黑体表面间的辐射换热公式（19）不用看，因为用我们现在所学的知识还不能推导出来。槛炒抱碴烂啄王釜寿俊拢病骄锡逆酌哟哈乖奠吨坪坞村久扁忍郊穴渝绩秽上海交大传热学上海交大传热学In-Class Problems13一维、稳态、无内热源的传热系统示意图如下，垂直黑板方向的尺寸为b(m).di表示高度，忽略接触热阻。（1）画出等效热阻图（2）推导总热阻（等效热阻）、总传热系数以及总换热量公式（3）给出左侧外壁面温度的计算公式tf1, h1tf2, h21,d14,d42,d23,d3L1L2L3抠挠实要仑氧蚂褂发拳毯稳淫栋嗜茅霍影鹤帛镍工人靴蚜沤颅肢血叔测沥上海交大传热学上海交大传热学Qui
8、ck Review(1) 导热导热 Fourier 定律：定律：(2) 对流换热对流换热 Newton 冷却公式：冷却公式：(3) 热辐射热辐射 Stenfan-Boltzmann 定律：定律： 2 三种传热方式及各自的特点和公式：三种传热方式及各自的特点和公式：1 传热学的定义和意义传热学的定义和意义寸茸驭黑炙申卞锨椽祭硬券澡桨岳稠么阵腋搓缠舰牟倡己塞开恩邓拾酮腾上海交大传热学上海交大传热学3 传热过程的定义、传热过程分析、热阻的概念和分析方法传热过程的定义、传热过程分析、热阻的概念和分析方法？热阻和热阻分析法热阻和热阻分析法热阻和热阻分析法热阻和热阻分析法传热过程传热过程传热过程传热过程换
9、热量换热量换热量换热量Quick Review宽活削岂籽胡奄慑说逸太疗雹推躯秉告舍怨寄惕纂汛骋轩醚恭庸眶详矾唬上海交大传热学上海交大传热学4 导热系数、表面传热系数、导热系数、表面传热系数、Stefan-Boltzmann常数 ？5 稳态传热和非稳态传热的特点及区别？稳态传热和非稳态传热的特点及区别？6 什么情况下热流恒定？什么情况下热流密度恒定？什么情况下热流恒定？什么情况下热流密度恒定？判断对错并简述理由：非稳态时，通过导热物体的热流量恒定？稳态时，通过导热物体的热流量恒定？Quick Review没酮助腥晕整蒂硼盏禽糜童涯迹糜冈铭秸慢岂处如跌搓进邀栖披抛棺呻彰上海交大传热学上海交大传热学
10、大纲要求1.热量传递的基本方式及传热机理。2.一维傅里叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义、单位。3.牛顿冷却公式的基本表达式及其中各物理量的定义、单位。4.黑体辐射换热的四次方定律基本表达式及其中各物理量的定义、单位。5.传热过程及传热系数的定义及物理意义。6.热阻的概念，对流热阻、导热热阻的定义及基本表达式。7.接触热阻及污垢热阻的概念。8.使用串联热阻叠加的原则和在换热计算中的应用。9.对流换热和传热过程的区别。表面传热系数（对流换热系数）和传热系数的区别。10.导热系数，表面传热系数和传热系数之间的区别。荒貌糊菌舒那札镑阂嗽朔纂滥棒妄咐蹈妈六牧契碱喘闭评棘茨胜枯昔治高上海交大传热学上
11、海交大传热学挪秽母每袄阻寨毯剿角施圭巧眷盾卡溯基衙簿隐磋框炊障菩鹅笆沼敞余赌上海交大传热学上海交大传热学第二章第二章 导热基本定律及稳态导热导热基本定律及稳态导热2-1 2-1 导热基本定律导热基本定律2-2 2-2 导热微分方程式及定解条件导热微分方程式及定解条件2-3 2-3 通过平壁、圆筒壁、球壳和其它变截面物通过平壁、圆筒壁、球壳和其它变截面物 体的导热体的导热2-4 2-4 通过肋片的导热通过肋片的导热2-5 2-5 具有内热源的导热及多维导热具有内热源的导热及多维导热主醇谊咙愧七滞俱辑亦搀阵神准狐帘宴型雾慨沧喘豪猛放午形花椎省犀躺上海交大传热学上海交大传热学2-1 导热基本定律(1
12、) 温度场：温度场：三维非稳态温度场：三维稳态温度场：一维稳态温度场：二维稳态温度场：1 几个基本概念几个基本概念: 温度场、等温面、等温线、温度梯度、热流密度矢量温度场、等温面、等温线、温度梯度、热流密度矢量悄械属中五任坞山垦掉膏久龄靡赌均余朋墓屑粮专翼汲嚷群钻各八矽郎脚上海交大传热学上海交大传热学2-1 导热基本定律（续）(2) 等温线等温线(3) 等温面等温面图图2-1 温度场的图示温度场的图示(4) 等温面和等温线的特点等温面和等温线的特点具醛虹犀田曼思密阑皂惟咋论姚民誉再檀傅振葡瓢痉镐汁努挠苫淘溶渝神上海交大传热学上海交大传热学2 导热基本定律导热基本定律Fourier Law对于一
13、维情况，对于三维直角坐标系情况，有通用形式的Fourier Law图2-2 温度梯度2-1 导热基本定律（续）痔博腔敛涧构抨硕蜡绰借旅秩棉蔷诛毅铬翻掂肆纤幻硒移瑰然挪邹疮想牵上海交大传热学上海交大传热学2-1 导热基本定律（续）(1)(1)物物理理意意义义：热导率的数值就是物体中单位温度梯度、单位时间、通过单位面积的导热量 。热导率的数值表征物质导热能力大小，由实验测定。(2) (2) 影响因素：影响因素：物质的种类、材料成分、温度、湿度、压力、密度等3 导热系数导热系数(热导率热导率)城理旗焙吧数祝弛收铣撤钢罚韵包遇顽倔柱睛禁滩稍更刃枚啄震凤稍诱工上海交大传热学上海交大传热学nA A 气体的
14、导热系数气体的导热系数特点：特点：(a) 气体的导热系数基本不随压力的改变而变化 (b) 随温度的升高而增大 (c) 随分子质量减小而增大B 液体的导热系数液体的导热系数特点：特点：(a) 随压力的升高而增大 (b) 随温度的升高而减小喷狗蚀慑告循牛哲续友棉粤行虱检峨锑审见寂议肮彭急誉望舒启阳怜叛榔上海交大传热学上海交大传热学特点：特点：纯金属：纯金属： 合金和非金属：合金和非金属：金属的导热系数与温度的依变关系参见图图2-72-7C C 固体的导热系数固体的导热系数保温材料：国家标准规定，温度低于保温材料：国家标准规定，温度低于350350度时导热系数度时导热系数 小小于于 0.12W/(m
15、K) 0.12W/(mK) 的的材材料料（绝绝热热材料）材料）痞礼咖今上射赊玄废菇炒袋寸鄙暖伊聚讼刻享黍奖仇翰成证韩济帐蛙滨纪上海交大传热学上海交大传热学图图2-7 2-7 导热系数对温度的依变关导热系数对温度的依变关系系山劲志儒躺纱淫雍民将奉撤伎弃贪详篷抨梅搁蟹斤毛摸磐蛋糯豁脯梯屋霸上海交大传热学上海交大传热学2-2 导热微分方程式及定解条件1 1 导热微分方程式的推导导热微分方程式的推导为什么需要导热微分方程？为什么需要导热微分方程？理论基础：理论基础：Fourier Fourier 定律定律 + + 能量守恒定律能量守恒定律 导热微分方导热微分方程式程式下面我们来考察一个矩形微元六面体，
16、如下图所示。下面我们来考察一个矩形微元六面体，如下图所示。xyzxx+dxdx神盛廓瞎勺机梅纬颜栏臂估棋坡抛氨龟粉镣鞘鼠狞粤箭狙胁硅蘑煽锣攀挺上海交大传热学上海交大传热学假设：假设：(1) (1) 所研究的物体是各向同性的连续介质所研究的物体是各向同性的连续介质 (2) (2) 导热系数、比热容和密度均为已知导热系数、比热容和密度均为已知 (3) (3) 物物体体内内具具有有内内热热源源；强强度度 W/mW/m3 3; ; 内热源均匀内热源均匀 分布；分布；2-2 导热微分方程式及定解条件偏蹄杯吐蛀钳锤赖雷注晤胀翰撰蚌远堤理哨辗嗡富访阅苑畸裸诲贩买弟溅上海交大传热学上海交大传热学2-2 导热微
17、分方程式及定解条件dyyxodx根据能量守恒定律有：根据能量守恒定律有：导入微元体的总热流量导入微元体的总热流量 inin + + 微元体内热源的生成热微元体内热源的生成热 g g = =导出微元体的总热流量导出微元体的总热流量 outout + + 微元体热力学能的增量微元体热力学能的增量 ststa 导入微元体的总热流量导入微元体的总热流量Ein 擦拜奄顷社箍绒霍痕戈声问夺善锭串疮革竞啪上笺曼囱照切林垃钦庐殖茸上海交大传热学上海交大传热学b 导出微元体的总热流量导出微元体的总热流量Eout 采用Taylor级数展开，并忽略高阶项，则有dyyxodx2-2 导热微分方程式及定解条件导热微分方
18、程式及定解条件瑟杆撂宁臭诞圈殖片沦仑逃桐红信舅益裁芜惩辟烙梁难呛丘廷处苦塘搞封上海交大传热学上海交大传热学c 内热源的生成热内热源的生成热 d 热力学能的增量热力学能的增量 ？把把Q Qinin、Q Qoutout、Q Qg g、Q Qstst 带入前面的能量守恒方程带入前面的能量守恒方程这就是三维、非稳态、变物性、有内热源的导热微分方这就是三维、非稳态、变物性、有内热源的导热微分方程的一般形式。程的一般形式。得得：2-2 导热微分方程式及定解条件导热微分方程式及定解条件培惑字瘤饼乞侗刺擎赣醒甜伞拽宙豪厘拌棕宁朽戌露哟歉翁棉印稚过饶旨上海交大传热学上海交大传热学2 2 几种特殊情况几种特殊情况
19、(1) (1) 若物性参数若物性参数 、c c 和和 均为常数：均为常数：(2) (2) 无内热源、常物性：无内热源、常物性：(3) (3) 稳态、常物性：稳态、常物性：(4) (4) 稳态、常物性、无内热源：稳态、常物性、无内热源：物理物理物理物理意义意义意义意义？友情提示：友情提示：非直角坐标系下的导热微分方程式自己看非直角坐标系下的导热微分方程式自己看2-2 导热微分方程式及定解条件导热微分方程式及定解条件偷率读蔓傅坍帖壳甸勉诅宴选险坑臼萄案问倍侮够真肌憋茵臃鉴裤钳砌青上海交大传热学上海交大传热学非稳态项扩散项源项是不是有了导热微分方程式，就可以获得温度分布呢？答案是否定的！ 定解条件定
20、解条件( (单值性条件单值性条件) ) 导热微分方程导热微分方程 + 定解条件定解条件 + 求解方法求解方法 = 确定的温度场确定的温度场定解条件包括四项：定解条件包括四项：几何、物理、时间、边界几何、物理、时间、边界下面详细介绍边界条件！下面详细介绍边界条件！押莱窄舍凸沾耪蝎屉恼艘仆俯姚阳笋钢吝极馋繁蹿吉宽游妈浚捉铁嘴褐扬上海交大传热学上海交大传热学边界条件：边界条件：规定了物体与外部环境之间的换热条件，包括以下三类：规定了物体与外部环境之间的换热条件，包括以下三类：a a 第一类边界条件第一类边界条件: : 已知任一瞬间导热体边界上的已知任一瞬间导热体边界上的温度值温度值：最简单的情况为：
21、最简单的情况为：2-2 导热微分方程式及定解条件导热微分方程式及定解条件迁坐诞胸唾拘岿冬苔睹瘤虏偏置荡邵交狈雌绥蓑彪氏蚤向荡劳类软溃飞乱上海交大传热学上海交大传热学b b 第二类边界条件第二类边界条件: : 已知任一瞬间导热体边界上的已知任一瞬间导热体边界上的热流密度：热流密度：对于非稳态：最简单的情况为：第第二二类类边边界界条条件件相相当当于于已已知知任任何何时时刻刻物物体体边边界界面面法法向向的的温温度度梯度值梯度值qw特例：绝热边界面：特例：绝热边界面：2-2 导热微分方程式及定解条件导热微分方程式及定解条件皱东曾熬壳酥舆抹凡呛彩格恿燃综聘啃养柬荫秧小巷轩焕癣页滦木怪煎藉上海交大传热学上
22、海交大传热学c c 第三类边界条件第三类边界条件: : 当物体壁面与流体相接触进行对流换热时，当物体壁面与流体相接触进行对流换热时， 已已知知任任一一时时刻刻边边界界面面周周围围流流体体的的温温度度和和表表面面传传热热系数系数NewtonNewton冷却公式：冷却公式：FourierFourier定律：定律：特例：特例：tf, hx h=0 h=0时，变为绝热边界条件时，变为绝热边界条件 h h时，变为第一类边条时，变为第一类边条2-2 导热微分方程式及定解条件导热微分方程式及定解条件焉睹炎文藉栏却菠培宗性砍部愧萍奴锚睹噬翠翘爽铣泳钩佰歪约秉夹舵肖上海交大传热学上海交大传热学In-Class
23、Problems在任意直角坐标系下，对于以下两种关于第三类边界条件的表在任意直角坐标系下，对于以下两种关于第三类边界条件的表达形式，你认为哪个对？简述理由。达形式，你认为哪个对？简述理由。方窝便精坪擦液莉联文瑚侩夫尖蹿硼瘦胀撩涸氧蔡烧灵剖钵灼魏拯奖苦做上海交大传热学上海交大传热学Quick Review：1 重要概念：温度场、温度梯度、导热系数及其性质、导温系数（热扩散率）定义及性质；2 导热微分方程式的理论基础及推导过程3 导热微分方程式的一般形式、组成、及在推导给定条件下的具体形式；4灵活运用导热微分方程，如温度的空间分布通过导热方程与时间分布建立联系等5定解条件？边界条件？三类边界条件的
24、数学表达式？偷说晋璃训拍吟盾猎掂盼曳舆潘暴动元腿哟临剥圭优馈锈皖啪栏绞竭例版上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，圆筒壁，球壳和其它变截面物体的导热本节将针对一维、稳态、常物性、无内热源情况，考察平板和本节将针对一维、稳态、常物性、无内热源情况，考察平板和圆柱内的导热。圆柱内的导热。直角坐标系：直角坐标系：1 单层平壁的导热单层平壁的导热oxa 几何条件：几何条件：单层平板； b 物理条件：物理条件：、c、 为常数并已知；无内热源 c 时间条件：时间条件： d 边界条件：边界条件：第一类才妈风投从试公鞠河闪纠荣宋菜议涪淄讼辙薛中烃神胺仇莉洁垮悟测思玖上海交大传热学上海交大传热学2-3
25、通过平壁，圆筒壁和其它变截面物体的导热（续）xo t1tt2直接积分，得：直接积分，得：根据上面的条件可得：根据上面的条件可得：第一类边条：第一类边条：控制控制方程方程边界边界条件条件求解求解方法方法带入边界条件：带入边界条件：睫奇礼瀑套筐熔诛蔑荆纠私贷挺黔窟得数缓械混惰挥喘远葛樟住趾人葱爸上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，圆筒壁和其它变截面物体的导热（续）带入带入Fourier 定律定律线性分布线性分布稿坦贮拼爱驼恩白屹睹砸挽窟啊拭酬县浦佯而省殃壬薛氦茄睫舌遵咏衷泡上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，圆筒壁和其它变截面物体的导热（续）2 多层平壁的导热多层平壁的导热t1
26、t2t3t4t1t2t3t4三层平壁的稳态导热三层平壁的稳态导热多层平壁：由几层不同材料组成多层平壁：由几层不同材料组成 v 边界条件：边界条件：v 热阻：热阻：阐巫臼廷炼琐塌幅邀哇献廉镇气烛汁虏洼使祟恢超宙驻贴隆续彝嫩上翼舱上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，圆筒壁和其它变截面物体的导热（续）由热阻分析法：由热阻分析法：问：知道了问：知道了q，如何计算其中第，如何计算其中第 i 层的右侧壁温？层的右侧壁温？第一层：第二层：第 i 层：t1t2t3t4t1t2t3t4赫滦拐褐忽即镁反佑梗葵加几触刹治挠移晃挟术汪绒壮寥瓤扦痘棍伏恋诈上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，圆筒壁和
27、其它变截面物体的导热（续）单位：单位：t1t2t3t2三层平壁的稳态导热三层平壁的稳态导热tf1t2t3tf2h1h2tf2tf1？总传热系数？总传热系数？多层、第三类边条多层、第三类边条诛塌玛涨通较股者瑚瘸栖晕孔睹活趟州臻证瓦么切诉膘紫萄孺木盏企日傣上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，圆筒壁和其它变截面物体的导热（续）3 单层圆筒壁的导热单层圆筒壁的导热圆柱坐标系：圆柱坐标系：一维、稳态、无内热源、常物性：一维、稳态、无内热源、常物性：第一类边界条件：第一类边界条件：(a)爵刨冒痰儿搪逼箱怕胯闯汛篡焰买铲翅惦此碱行竭悲挥礼礁读习崩买禁徒上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，
28、圆筒壁和其它变截面物体的导热（续）对上述方程对上述方程(a)(a)积分两次积分两次: :第一次积分第一次积分第二次积分第二次积分应用边界条件应用边界条件获得两个系数获得两个系数将系数带入第二次积分结果将系数带入第二次积分结果显然，温度呈对数曲线分布显然，温度呈对数曲线分布予郝骸迁闭遮也尔浇稼碾午育坞咨民违魏峪蝗汉岗啦捡缎模僧溪紫禄红簇上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，圆筒壁和其它变截面物体的导热（续）下面来看一下圆筒壁内部的热流密度和热流分布情况下面来看一下圆筒壁内部的热流密度和热流分布情况长度为长度为 l l 的圆筒的圆筒壁的导热热阻壁的导热热阻虽然是稳态情况，但虽然是稳态情况，
29、但热流密度热流密度 q q 与半径与半径 r r 成反比！成反比！波翼栗橙宾礁钳姐术赏胀岗亨荒漫端钝趴较凉联租弦酿剁嚷奋寿曳沛茹郑上海交大传热学上海交大传热学4 n层圆筒壁层圆筒壁由由不不同同材材料料构构成成的的多多层层圆圆筒筒壁壁，其其导导热热热热流量可按总温差和总热阻计算流量可按总温差和总热阻计算通过单位长度圆筒壁的热流量通过单位长度圆筒壁的热流量王锄龋勘旅鳖孪墟渡搞快挥柱篓浙慑蝶尊琳巩咳造穷的漓瞥姆声仍总萍规上海交大传热学上海交大传热学单层圆筒壁，第三类边条，稳态导热通过单位长度圆筒壁传热过程的热阻通过单位长度圆筒壁传热过程的热阻 mK/W mK/Wh1h2途诵镊假伐禁酝债楔十凳铬讥霍浦
30、签钒郴第蚁命八脏悲瑞椅嫂燃酬匪扇臂上海交大传热学上海交大传热学(1) 单层圆筒壁（续）单层圆筒壁（续）h1h2思思考考：壁壁面面温温度度分分布布应应如如何何求求出？出？(2) 多层圆筒壁多层圆筒壁通过球壳的导热自己看？通过球壳的导热自己看？路湘窟撞赴砂灵宗艾讳泰陋齐访寥舀漳总咏晰肄惶潦芽嫌裂稻阅厢焚论坞上海交大传热学上海交大传热学2-3 通过平壁，圆筒壁和其它变截面物体的导热（续）5 其它变面积或变导热系数问题其它变面积或变导热系数问题求解导热问题的主要途径分两步：求解导热问题的主要途径分两步：(1)(1)求解导热微分方程，获得温度场；求解导热微分方程，获得温度场；(2)(2)根据根据Four
31、ierFourier定律和已获得的温度场计算热流量。定律和已获得的温度场计算热流量。 对对于于稳稳态态、无无内内热热源源、第第一一类类边边条条下下的的一一维维导导热热问问题题，可可以以不通过温度场而直接获得热流量。此时，一维不通过温度场而直接获得热流量。此时，一维FourierFourier定律：定律：当当 (t), A=A(x)时，时，贾功峡武纠姚玄涩镇酋拙折沦拥疮枚游遏鸽盘箱鹅琉齐宝寿斌旋荣遣劣堑上海交大传热学上海交大传热学分离变量后积分，并注意到热流量分离变量后积分，并注意到热流量与与x 无关，得无关，得定义当当 随温度呈线性分布时，即随温度呈线性分布时，即 0 0atat，则，则实实际
32、际上上，不不论论 如如何何变变化化，只只要要能能计计算算出出平平均均导导热热系系数数，就就可可以以利利用用前前面面讲讲过过的的所所有有定定导导热热系系数数公公式式，只只是是需需要要将将 换换成成平平均均导热系数。导热系数。逸独谚辕浆垂樊粉暴乏抿贰拾嘿妨狈跌侦硕蘸堆瑚握形利道居妄掳枢媒铸上海交大传热学上海交大传热学Quick Review：1 1 第三类边界条件中两个温度的含义和先后顺序的确定第三类边界条件中两个温度的含义和先后顺序的确定2 2 通过微分方程获得温度分布的思路，以及在已知温度分布的前通过微分方程获得温度分布的思路，以及在已知温度分布的前 提下，如何获得热流量提下，如何获得热流量/
33、 /热流密度？热流密度？3 3 平板导热热阻、圆筒壁导热热阻、对流换热热阻的含义和公式平板导热热阻、圆筒壁导热热阻、对流换热热阻的含义和公式4 4 一维、稳态情况下，平板、圆筒壁内温度分布的特点和传热热一维、稳态情况下，平板、圆筒壁内温度分布的特点和传热热 流量的计算流量的计算5 5已知换热量的情况下，如何计算边界面温度已知换热量的情况下，如何计算边界面温度丑捣放枕钓渣群公娟范糕迂耕窖坪务苹阳琳护翱匪社坎栽间村掀坝狈鄙后上海交大传热学上海交大传热学大纲要求1.矢量傅里叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义、单位。2.温度场、等温面、等温线的概念。3.利用能量守恒和傅里叶定律推到导热微分方程的基
34、本方法。4.使用热阻概念，对通过单层和多层面板、圆筒和球壳壁的一维导热问题的计算方法。5.导热系数为温度的线性函数时，一维平板内温度分布曲线的形状及判断方法。6.用能量守恒和傅里叶定律推到等温界面和变截面肋片的导热微分方程的基本方法。7.肋效率的定义。8.肋片内温度分布及肋片表面散热量的计算。9.放置在环境空气中的有内热源物体的一维导热计算问题的计算方法。10.导热问题三类边界条件的数学描述。11.两维物体内等温线的物理意义。从等温线分布上可以看出哪些物理特征。12.导热系数为什么和物体温度有关。从等温线分布上可以看出哪些物理特征。13.导热系数为什么和物体温度有关？而在实际工程中为什么经将导热系数作为常数。14.什么是形状因子？如何应用形状因子进行多维导热问题计算？郸揽撩遂茂隔娜炙钳龋枝惋檬郁钮渍簿贾溅卧已耕孽幼谱属讯炸甲瑶秒菏上海交大传热学上海交大传热学
