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§2 对流一、定义1.对流：流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。2.对流换热：当流体流过一个物体表面时的热量传递过程。二、分类无相变对流1.有无相变：凝结和沸腾对流自然对流——由密度差引起的2.成因：——由泵、风机等压力设备引起 的流体流动强制对流※※三、牛顿冷却公式称为表面传热系数非物性参数四、表面传热系数的影响因素h 的大小反映对流换热的强弱，与以下因素有关： （1）流体的物性（导热系数、粘度、密度、比热容等）；（2）流体流动的形态（层流、紊流）；（3）流动的成因（自然对流或强制对流）；（4）物体表面的形状、尺寸；（5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。 对流换热类型 表面传热系数 h (W /( m2?K) ) 空气自然对流换热1～10 水自然对流换热200～1000 空气强迫对流换热10～100 水强迫对流换热100～15000 水沸腾2500～35000 水蒸气凝结5000～25000 表1 一些表面传热系数的数值范围※称为对流换热热阻，单位为q?tw tf tw tf※称为对流换热面积热阻，单位为五、热阻分析法§3 辐射一、定义1.辐射：以电磁波形式传递能量的现象。2.热辐射：由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象。二、黑体和实际物体发出辐射能1.黑体：能吸收投入到其表面上的所有热辐射的物体。——斯忒藩—玻耳兹曼常数，又称为黑体辐射常数， 5.67×10-8 W/(m2?K4)；——绝对温度，K。——黑度（又称发射率）。2.四次方定律（黑体）：3.实际物体：低温物体高温物体三、辐射换热1.定义: 物体间靠热辐射进行的热量传递。2.特性：※可在真空中传播※有能量转换3.黑体间的辐射换热以无限靠近的黑体平板为例：——系统黑度4.实际物体的辐射换热以无限靠近的实际平板为例：5.大空间小物体辐射换热下角标1——小物体传热系数§4 传热过程和传热系数热量由壁面一侧的流体通过壁面传递到另一侧流体中去的过程。传热过程：传热方程：例：平壁中导热和对流综合传热 导热基本定律及稳态导热§1 导热基本定律一、温度场1.定义：某时刻物体中各点温度分布的总称。2.等温线和等温面：3.温度梯度：垂直于某一截面上的温度变化率。二、导热基本定律（傅利叶定律） 单位时间内通过单位面积所传导的热量，正比于当地垂直于截面方向上的温度变化率。三、导热系数定义式工程测量凡平均温度不高于350摄氏度时，导热系数不大于0.12W/（m·K）的材料。※ 保温材料：※ 各向异性材料导入微元体的总热流量+微元体内热源的生成热=导出微元体的总热流量+微元体热力学能（即内能）的增量§2 导热微分方程一、直角坐标系导热微分方程的形式1.导入微元体的总热流量2.导出微元体的总热流量为单位时间内单位体积中内热源的生成热。 各为微元体的密度、时间及比热容 、 及c3.微元体内热源生成热4.微元体热力学能的增量源项扩散项非稳态项三维直角坐标系非稳态有内热源的导热微分方程二、圆柱坐标系导热微分方程的形式三、球坐标系导热微分方程的形式※为常数时热扩散率（导温系数） ，※为常数且无内热源时※为常数、无内热源、稳态时热扩散率表征物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋向于均匀一致的能力给定壁面温度给定壁面热流密度四、定解条件1.初始条件2.边界条件第一类边界条件：第二类边界条件：第三类边界条件：对流换热条件五、求解步骤1.建物理模型（简称建模）2.导热微分方程的简化（建数学模型）3.求解微分方程，得出温度分布的通解4.设定定解条件5.求解温度分布公式（特解）6.代入导热基本定律中求解热流量或热流密度§3 平壁的稳态导热一、单层平壁（即无限大平板）1.建模2.简化导热微分方程3.求解微分方程4.设定定解条件5.求解温度分布公式6.代入导热基本定律中求解热流量或热流密度给定壁面温度给定壁面热流密度第一类边界条件：第二类边界条件：第三类边界条件：对流换热条件3.边界条件··实测值为：实验一 稳态平板法测定绝热材料的导热系数 ※※※※※※二、多层平壁（三层）（多层）§4 圆筒壁的稳态导热一、单层1.建模2. 导热微分方程的简化4.设定定解条件3.求解微分方程，得出温度分布的通解5.求解温度分布公式6.代入导热基本定律中求解热流量或热流密度二、多层第三章 非稳态导热§1 基本概念一、非稳态导热问题的类型（1）瞬态非稳态导热（2）周期性非稳态导热二、 瞬态导热过程的特点（1）非正规状况阶段温度分布主要受初始温度分布控制（2）正规状况阶段 物体内初始温度分布消失，温度分布主要取决于边界条件及物性，各点的温度变化具有一定的规律※导热过程的阶段 三、温度分布非正规状况阶段（起始阶段）正规状况阶段新的稳态※ 半径 的长圆