传热学 导热 导热.ppt

武汉电力职业技术学院 俞玲 武汉电力职业技术学院  第八章 导 热 概 要 本章基本要求 1．了解传热的三种基本方式及特点；掌握温度场、稳定导热、等温面及温度梯度等概念，理解温度梯度的物理意义及其矢量性质； 2．掌握傅里叶定律的数学表达式及式中各物理量的含义，能够区分热量、热流量和热流密度的概念； 3．了解影响材料导热系数的主要因素，以及温度和湿度对保温材料保温性能的影响； 4．熟练掌握傅里叶定律在一维稳定温度场中的具体应用，能利用热路图分析法计算通过单层（多层）平壁及圆筒壁的一维稳定导热问题； 5．了解热阻的概念，能够正确表达出平壁及圆筒壁的导热热阻； 传热学概述 一、基本概念 1 、传热学 :传热学是研究热量传递规律的学科。 （1)物体内只要存在温差，就有热量从物体的高温部分传向低温部分； （2)物体之间存在温差时，热量就会自发的从高温物体传向低温物体。 2、在下列技术领域大量存在传热问题 热能动力、化工、制冷、建筑、环境、机械制造、新能源、微电子、核能、航空航天、微机电系统（MEMS）、新材料、军事科学与技术、生命科学与生物技术… 热量传递过程 根据物体温度与时间的关系，热量传递过程可分为两种： 1 ）稳态传热过程（定常过程） 凡是物体中各点温度不随时间而变的热传递过程均称稳态传热过程。 2 ）非稳态传热过程（非定常过程） 凡是物体中各点温度随时间的变化而变化的热传递过程均称非稳态传热过程。 ???? 各种热力设备在持续不变的工况下运行时的热传递过程属稳态传热过程；而在启动、停机、工况改变时的传热过程则属 非稳态传热过程。 热量传递的三种基本方式 1、导热（又称热传导） 指温度不同的物体各部分间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。导热是物质的属性，导热过程可以在固体、液体及气体中发生。 2、热对流 依靠流体的流动，把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流。 3、热辐射 热辐射是依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线（电磁波，或者说光子）传递热量。 传热学在电厂中的应用 过热器传热过程 传热学与工程热力学的关系 相同点：传热学以热力学第一定律和第二定律为基础。即：热量 Q 传递始终是从高温物体向低温物体传递；在热量传递过程中若无能量形式的转换，则热量始终保持守恒。 传热学与工程热力学的关系 2、不同点 1）定义： 工程热力学：热能的性质、热能与机械能及其他形式能量之间相互转换的规律。 传热学：热量传递过程的规律。 2）时间 工程热力学：不考虑传热的时间。计算总热量Q。 传热学：考虑时间。计算热流量（单位时间传热量）φ。 3) 工程热力学：研究平衡态； 传热学：研究过程和非平衡态 所以，传热学与工程热力学研究的问题不同。 火电厂中的传热现象 火电厂中的传热现象 锅炉中的传热 汽轮机散热 火电厂中的传热现象 其它工业中的传热应用 8-1 导热 一、导热： 1、概念：指物体内各部分间或不同物体之间直接接触时因温差而发生的热量传递现象，也称热传导。 如：固体与固体之间及固体内部的热量传递；电厂中过热器管壁的传热等。 2、导热特点 必须有温差。 物体直接接触。 不发生宏观的相对位移。 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量。 导热是物质的属性，可在固体内（间），液体内（间），气体内（间）发生导热。 导热机理 从微观角度分析 （1）气体中：气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。。 （2）导电固体：自由电子的运