高等传热学ppt课件.ppt

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1、常州大学机械工程学院 张锁龙 2014年9月,高等传热学,高等传热学,第1章 概述,任何绝对温度以上物体均有辐射能。,辐射具有波粒二象性。,高等传热学,特点：在真空中也能传播，遇物质有反射、吸收、透射现象。,理论上波长覆盖全波段。但以可见光和红外线波段为甚。,第1章 概述,高等传热学,导热传热：,第1章 概述,高等传热学,导热传热：,金属：优良的热导体。,纤维、无机物： 不良的热导体。,第1章 概述,高等传热学,对流传热：,自然对流,强制对流,第1章 概述,高等传热学,热量传递的形式有：辐射传热、导热传热和对流传热三种。,第1章 概述,传热学：研究由温度差引起的热量传递规律的科学。,传热问题研

2、究的类型,研究传热速率的大小及其控制,研究温度分布及其控制,高等传热学,1.1傅立叶定律,1.1.1温度场,定义：,某时刻物体在空间上的分布。, （x,y,z),如果温度场不随时间变化称为稳态温度场，否则为非稳态温度场。,高等传热学,稳态温度场,非稳态温度场,t=f(x,y,z),t=f(x,y,z,),1.1.1温度场,高等传热学,1.1.1温度场,等温面（线）,温度梯度,在某时刻温度相等的点连接起来构成的曲面或曲线，等温面（线），等温面（线）会随时间发生变化。,等温线外法线方向温度的变化率，记作,gradt。,高等传热学,1.1.2傅立叶定律,高等传热学,1.1.2傅立叶定律,反之，则不行

3、！,高等传热学,1.1.3有限传播速度下的傅立叶定律,傅立叶定律的局限性,高等传热学,1.1.2傅立叶定律,高等传热学,1.1.2傅立叶定律,高等传热学,1.2基本守恒方程式,三传一反,质量传递动量传递热量传递化学反应,质量守恒-连续性方程,动量守恒-运动方程,能量守恒-传热方程,高等传热学,1.2.1连续性方程,高等传热学,1.2.1连续性方程,高等传热学,1.2.1连续性方程,（补充）,高等传热学,1.2.1连续性方程,或,高等传热学,1.2.1连续性方程,高等传热学,1.2.1连续性方程,高等传热学,1.2.2运动方程,高等传热学,1.2.2运动方程,高等传热学,1.2.2运动方程,高等

4、传热学,1.2.2运动方程,高等传热学,1.2.3传热方程,高等传热学,1.2.3传热方程,高等传热学,1.2.3传热方程,高等传热学,1. 3定解条件,高等传热学,1. 3定解条件,高等传热学,1. 3定解条件,高等传热学,1. 3定解条件,高等传热学,1. 3定解条件,速度边界,传热边界,高等传热学,第2章 稳态导热,2.1一维 稳态导热,高等传热学,物体静止，运动速度为零，连续性方程自动满足,高等传热学,常物性参数，运动方程也自动满足。,因为是稳态，导热方程中对时间导数项为零，又无内热源v=0；无内摩擦，=0，且为一维，于是方程变为：,高等传热学,t=c1x+c2,x=0时，t= t1x

5、=L时， t= t2,c1=(t2-t1)/L ;c2=t1,t=(t2-t1)/L x+t1,高等传热学,(t-t2)/(t1-t2)=1-x/L,=- (t2-t1)/L= (t1-t2)/L,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,归纳,高等传热学,高等传热学,高等传热学,解释,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,用同样的方法可以求得圆筒、球等在有内热源情况下的温度表达式，在此不再赘述。,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,以过余温度表达式为：,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等

6、传热学,2.2 扩展表面传热,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,1）2）,高等传热学,高等传热学,（工程实际中要求）,（理论上要求）,高等传热学,高等传热学,求极值,高等传热学,高等传热学,请同学们自学！,高等传热学,高等传热学,地下埋球,高等传热学,第4章 导热问题的近似解法,高等传热学,（略）,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,结论,高等

7、传热学,高等传热学,第5章 外掠物体层流对流传热,高等传热学,（1）（2）,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,类,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,说明P与y无关！即P=P(x),高等传热学,高等传热学,高等传热学,边界层微分方程最终简化为：,高等传热学,一旦t(x,y)确定,高等传热学,，所以,高等传热学,将,代入,和,高等传热学,高等传热学,将,代入,高等传热学,=0,=0,高等传热学,vw=0,高等传热学,5.3、5.4、5.5节略，有兴趣的同学可以自学。,5.6边

8、界层的 积分近似解法,高等传热学,a0=a2=0,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,心,高等传热学,高等传热学,6.1.1,高等传热学,6.1.1,高等传热学,6.1.1,高等传热学,6.1.2,常物性，则有,1）基本特征,高等传热学,6.1.2,圆管，则有,高等传热学,6.1.2,高等传热学,6.1.2,高等传热学,6.1.2,高等传热学,6.1.2,高等传热学,6.1.2,2）,高等传热学,6.1.2,值,高等传热学,6.1.2,高等传热学,6.1.2,可以求得,高等传热学,6.1.2,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传

9、热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,设,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,又,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学

10、,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,在六条假设条件下推得：,高等传热学,蒸汽过热影响可以忽略。,高等传热学,+,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,高等传热学,完,谢 谢 大 家！,高等传热学,努塞尔(Nusselt)数的定义为：Nu=h*L/K，其中h为对流换热系数，K为导热系数，L为特征长度，Nu的物理意义为是表示对流换热强烈程度的一个准数, 又表示流体层流底层的导热阻力与对流传热阻力的比例。,高等传热学,普朗特(Prandtl)准数，Pr=u*Cp/K, 其中u为气体动力粘度，Cp为气体比热，K为导热系数，Pr的物理意义是反映流体物理性质对对流换热影响的准数。表示运动粘度与导热系数的比值，表明流体动量和热量传递能力的相对大小，还表明了温度场与速度场之间的相似程度。,高等传热学,雷诺准数，衡量作用于流体上的惯性力与黏性力相对大小的一个无量纲相似参数，用Re表示，即Re=vl/，式中流体密度；v流场中的特征速度；l特征长度；流体的黏性系数。,