《传热学考试复习》课件

《传热学考试复习》传热学是研究热量传递规律的学科，是工程热物理的重要组成部分，与许多工程领域密切相关复习大纲基础概念导热传热定义，传热方式，热量单位傅里叶定律，导热微分方程，稳换算，传热系数等态导热，非稳态导热，常见导热问题求解对流换热辐射换热边界层理论，无量纲数，自然对黑体辐射，灰体辐射，辐射换热流，强制对流，相变对流，换热系数，辐射热交换计算系数计算第一章绪论传热学是研究热量传递规律的学科它在工程技术领域中有着广泛的应用，例如热交换器设计、能源利用、建筑节能等传热学的基本概念热量传递热传递方向热量传递方式热量传递是指热能从高温物体向低温物体转热量传递方向总是从高温物体流向低温物体热量传递主要通过三种方式导热、对流和移的过程，直到达到热平衡辐射传热的三种方式热传导热对流12热量通过静止介质中分子热运热量通过流体运动而传递动而传递热辐射3热量通过电磁波的形式传递热量的单位和换算热量单位单位换算热量是指物体在热传递过程中所吸收或放出的能量，常用的热量焦耳等于卡路里1J

0.24cal单位有卡路里和焦耳cal J热量的换算在传热学计算中非常重要，可以方便地将不同单位的卡路里等于将克水温度升高摄氏度所需的热量热量进行比较和转换1cal11第二章导热导热是热量通过物质内部的分子热运动传递的方式热量从温度高的部分传向温度低的部分导热基本定律傅里叶定律热量流动的方向与温度梯度方向相反，热量流动速率与温度梯度成正比热流量热量流过单位面积的速率，单位为瓦特每平方米W/m²导热系数材料的热传导能力，单位为瓦特每米每开尔文W/m·K导热微分方程及其解法傅里叶定律解法导热微分方程基于傅里叶定律，描述热量解法包括解析法和数值法解析法适用于在介质中的流动方向和速率一些简单几何形状和边界条件的情况该方程是描述非稳态导热过程的数学模型，体现了温度变化与时间和空间的关系数值法则可以解决更复杂的问题，包括有限差分法、有限元法等一维稳态导热基本概念一维稳态导热是指热量沿着一个方向流动，且热量流动速率不随时间变化的热传递过程傅里叶定律傅里叶定律描述了热量传递速率与温度梯度之间的关系边界条件边界条件定义了热量传递过程中热量流入或流出区域的条件常见解法常见的解法包括解析解、数值解和实验解多维稳态导热二维导热1平面壁、圆柱壁、球形壁三维导热2复杂形状数值解法3有限差分法、有限元法多维稳态导热是指热量在物体内部沿多个方向传递，且温度场不随时间变化常见情况包括二维导热，例如平面壁、圆柱壁、球形壁等的热量传递；三维导热，例如复杂形状的物体内部的热量传递由于多维稳态导热方程的解析解很难求解，因此需要借助数值解法，如有限差分法、有限元法等，才能获得较为准确的温度场分布信息非稳态导热瞬态过程1温度随时间变化傅里叶数2描述温度变化速率比奥数3衡量导热与对流的相对重要性解析解4适用于简单几何形状非稳态导热是指物体温度随时间变化的传热过程它通常发生在物体受到温度变化的外部环境影响时，例如加热或冷却过程非稳态导热过程的研究需要考虑温度随时间和空间的变化，并涉及一系列重要的无量纲数，如傅里叶数和比奥数这些无量纲数可以帮助我们理解和分析非稳态导热过程第三章对流换热对流换热是指流体与固体表面之间由于流体运动而产生的热量传递过程流体流动会带走固体表面的热量，从而实现热量传递边界层理论粘性流体流动边界层厚度

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2.12流体在固体表面附近流动，由指流体速度达到主流速度99%于粘性作用，速度发生变化，的距离，反映了边界层对传热形成边界层的影响程度热边界层边界层控制

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4.34流体与固体表面之间存在温度通过改变流体流动状态或表面梯度，形成热边界层，影响对特性，可以控制边界层厚度和流传热效率传热效果无量纲数及其应用雷诺数努塞尔数普朗特数雷诺数表征惯性力和粘性力之比，用于判断努塞尔数表示对流换热系数与导热系数之比普朗特数反映动量扩散率与热量扩散率之比流体流动状态是层流还是湍流，反映对流换热的强弱，描述热量传递和动量传递之间的相对关系自然对流传热流体密度变化流体受热膨胀，密度降低，产生浮力，驱动流体流动对流传热系数自然对流传热系数受流体性质、温度差和几何形状影响应用场景建筑物热量损失•电子设备散热•太阳能集热器•强制对流传热流体流动换热系数应用领域强制对流传热是指流体在外力作用下流强制对流传热换热系数与流体的速度、强制对流传热在工业生产中应用广泛，动时，流体与固体壁面之间的热量传递黏度、密度以及热导率等因素有关例如热交换器、锅炉、冷却塔等过程相变对流换热凝结换热凝结是指气体在低于其饱和温度下凝结成液体的现象凝结换热是指气体在凝结时与固体表面之间的热量传递第四章辐射传热辐射传热是热量通过电磁波传递的方式物体温度越高，辐射出的能量就越多在传热学中，辐射传热研究的重点是如何计算物体间的辐射换热量黑体辐射黑体辐射光谱热辐射普朗克黑体辐射定律应用场景黑体是指能完全吸收所有入射物体由于温度而产生的能量辐该定律描述了黑体在不同温度黑体辐射理论在很多领域都有辐射能量的物体，它也是最理射，称为热辐射，其辐射强度下辐射能量的分布规律，是辐应用，例如红外热像仪、太阳想的辐射体黑体辐射是指黑与物体本身的温度、表面性质射传热研究的基础能电池等体发出的热辐射，其光谱分布以及物体周围的环境温度有关只与温度有关灰体辐射发射率吸收率灰体发射率小于，代表其辐射能力弱于黑体灰体吸收率也小于，表示其吸收辐射能力弱于11黑体反射率透射率灰体反射率大于，表示其会反射部分入射辐射灰体透射率一般较小，表示其允许部分辐射透0过辐射换热热辐射辐射换热12物体因温度而产生的能量发射物体间通过电磁波交换能量黑体辐射灰体辐射34理想物体，完全吸收所有入射实际物体，部分吸收入射辐射辐射第五章传热设备传热设备是进行热量传递的装置，在工程应用中十分广泛常见传热设备包括热交换器、锅炉、冷却器等，应用于化工、能源、电力等行业热交换器定义类型热交换器是一种专门用于两种或多种流体之热交换器根据其结构和工作原理可分为多种间进行热量传递的设备它广泛应用于各个类型，包括管式、板式、螺旋式和列管式等行业，例如发电厂、化工厂和空调系统工作原理应用热交换器利用传热原理，通过两种流体之间热交换器在工业和日常生活中发挥着至关重的接触，将热量从高温流体传递到低温流体要的作用，例如在发电厂中产生蒸汽，在空调系统中调节温度，以及在化学工业中进行反应锅炉种类原理锅炉种类繁多，常用类型包括燃煤锅炉、锅炉通过燃烧燃料，产生热量，并将热量燃油锅炉、燃气锅炉等传递给水，使水加热汽化成蒸汽不同燃料的锅炉在设计和运行参数方面存蒸汽可以用于发电、供暖、生产等领域在差异冷却设备冷却塔冷凝器冷却塔是利用空气与水接触进行冷凝器通过传热将冷媒蒸汽凝结热交换，降低水温的设备，广泛成液体，广泛应用于制冷系统、应用于空调、发电厂等空调系统等换热器冷藏库换热器利用热量交换原理，将热冷藏库通过制冷系统，将内部温量从一种流体转移到另一种流体度降低到一定范围，用于储存冷，例如，汽车的散热器藏食品、药品等复习建议重点章节练习题

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2.12仔细复习考试大纲中列出的重点章节，多做练习题，加深对知识点的理解，并掌握核心概念和公式熟悉考试题型错题整理查漏补缺

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4.34整理做错的题目，分析错误原因，避免复习过程中，发现知识漏洞，及时查阅再次犯错相关资料，进行补充学习考试注意事项时间安排重点复习提前做好时间规划，避免时间不够用重点复习考试大纲中的重点内容答题技巧公式记忆熟悉考试题型，掌握答题技巧熟练掌握课程中的重要公式总结传热学是一门重要的工程学科，在工业生产和日常生活中有广泛的应用通过本课程的学习，我们掌握了传热的基本理论和计算方法。