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专业级：课程名称：热工基础 - 广西现代职业技术学院.doc

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第 1~2 次课课题: 热量传输的基本概念及基本定律(3学时)
一、本课的基本要求
、传热系数K和热阻R的概念。
、等温面和温度梯度的概念。
、热量传输系数a的单位、物理意义和影响因素。
-K方程的物理意义和适用条件。
二、本课的重点、难点
重点:导热系数、热量传输系数a的单位、物理意义和影响因素。
难点:F-K方程的推导。
三、作业四、教参及教具
《动量、热量、质量传输原理》高家锐主编重庆大学出版社
补充图图9-6
第2篇热量传输(第9章~第13章)
热量传输简称传热,它是极为普遍而又重要的物理现象。在冶金生产过程中无论有否化学反应或物态变化,热量传输往往在这些过程中占有重要地位。
研究对象:研究不同物体间或同一物体不同部位间存在温度差时,其间的热量传递规律。
传热推动力:温度差或温度梯度。
研究目的:一定条件下热量传递的速率。
第9章热量传输的基本概念及基本定律
热量传输的基本概念
传热方式
三种基本传热方式:传导传热、对流传热、辐射传热,分别简称导热、对流、辐射。
工程上的传热过程多是包括两种或三种基本传热方式的传热过程,简称综合传热。
(1)导热
定义:在一连续介质内若有温度差存在,或者两温度不同的物体直接接触时,在物体内没有可见的宏观物体流动时所发生的传热现象。
条件:温度差。取决于物体本身的物性。
(2)对流
定义:有流体存在,并有流体宏观运动情况下所发生的传热。
条件:温度差,流体的宏观运动。取决于流体本身的物性、流动状态。
(3)辐射
定义:物体因受热发出热辐射,高温物体向低温物体热辐射,同时低温物体向高温物体热辐射,最终结果是高温物体失去热量而低温物体得到热量。辐射传热不需要物体作传热媒介,而是依靠物体发射电磁波来传递热量。
条件:温度差。取决于两物体空间位置(辐射角系数)和物体表面辐射特性(黑度)。
传热基本方程
各种传热过程最终都要确定传热量。
热流量Φ:单位时间传递的热量。
热通量(热流密度)q:单位时间通过单位面积传递的热量。
传热方程:实践证明,各种传热过程的传热量都和温度差、传热面积A、、传热时间成正比。
J 或 J/s(W) (1)
W/m2 (2)
传热系数K:单位时间、单位面积、温度差为1℃时传递的热量,即单位传热量。
将(1)(2)改写为:
(3) (4)
式中℃/W 总传热面积上的热阻; m2.℃/W 单位传热面积上的热阻。
热阻:阻碍热量传递的阻力。
上两式类似于电学中的欧姆定律,为了求解热流可类似电路中电阻的串、并联法求热阻。基于这一点,有研究传热问题的电模拟法。
传热系数K和热阻R是传热中两个极为重要的概念。
温度场、等温面和温度梯度
(1)温度场
定义:温度随空间及时间的变化规律。数学表达式:
分类:时间
稳定温度场:,,无热量蓄积
不稳定温度场:,,有热量蓄积
空间:一维二维三维温度场物理量性质:有大小无方向,数量场。
一维稳定温度场: 一维不稳定温度场:
(2)等温面
等温面:温度场中,同一时刻温度相同的点所构成的面。
等温线:一平面与等温面的交线。
(3)温度梯度
定义:

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