《熱傳遞機(jī)制》課件

《熱傳遞機(jī)制》本課件將帶您深入了解熱傳遞的三種基本方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射，并探討其在工程中的應(yīng)用。熱傳遞的三種方式熱傳導(dǎo)通過物質(zhì)內(nèi)部的分子熱運(yùn)動(dòng)傳遞熱量。例如，金屬勺子放入熱水中，勺子變熱。熱對(duì)流通過流體（液體或氣體）的流動(dòng)來傳遞熱量。例如，水沸騰時(shí)，熱量從加熱器傳遞到水。熱輻射通過電磁波傳遞熱量。例如，太陽(yáng)的熱量通過輻射傳遞到地球。熱傳導(dǎo)概念及其定律傅里葉定律熱傳導(dǎo)速率與溫度梯度成正比。熱傳導(dǎo)系數(shù)描述材料傳導(dǎo)熱量的能力。熱阻材料阻止熱量傳遞的能力。熱傳導(dǎo)的基本方程q=-kA(dT/dx)熱傳導(dǎo)邊界條件第一類邊界條件指定表面溫度。第二類邊界條件指定表面熱流。第三類邊界條件指定表面對(duì)流換熱。平面壁體穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題溫度分布沿壁體厚度呈線性變化。熱流通過壁體的熱流速率保持恒定。圓筒壁體穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題1溫度分布呈對(duì)數(shù)變化。2熱流沿徑向方向變化。3需要考慮圓筒壁體的內(nèi)外徑和熱傳導(dǎo)系數(shù)。橢圓體穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)問題溫度分布呈非線性變化。熱流沿橢圓體表面方向變化。需要使用數(shù)值方法求解。瞬態(tài)熱傳導(dǎo)導(dǎo)引1熱量變化溫度隨時(shí)間變化。2傳熱速率熱量傳遞速率隨時(shí)間變化。3溫度場(chǎng)溫度隨時(shí)間和位置變化。瞬態(tài)熱傳導(dǎo)基本方程ρc(?T/?t)=k(?2T/?x2)瞬態(tài)熱傳導(dǎo)邊界條件1初始條件指定物體初始溫度。2邊界條件指定物體表面溫度或熱流。半無限固體表面瞬態(tài)熱傳導(dǎo)1熱量滲透熱量從表面滲透到固體內(nèi)部。2溫度分布溫度隨深度和時(shí)間變化。有限長(zhǎng)圓柱體表面瞬態(tài)熱傳導(dǎo)溫度變化溫度隨時(shí)間和徑向位置變化。熱量損失熱量從圓柱體表面損失到周圍環(huán)境。平面壁體瞬態(tài)熱傳導(dǎo)熱對(duì)流概念及其定律牛頓冷卻定律對(duì)流換熱速率與流體溫度差成正比。對(duì)流換熱系數(shù)描述流體傳遞熱量的能力。努塞爾數(shù)描述對(duì)流換熱的無量綱指標(biāo)。強(qiáng)制對(duì)流概念及基本方程q=hA(Ts-T∞)強(qiáng)制對(duì)流邊界條件入口條件指定流體進(jìn)入管道的溫度。出口條件指定流體離開管道的溫度。壁面條件指定管道壁面的溫度。自然對(duì)流概念及基本方程N(yùn)u=C(GrPr)^n自然對(duì)流邊界條件溫度差流體與壁面之間的溫度差。重力重力驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)。輻射熱傳遞概念及定律1通過電磁波傳遞熱量。2不受介質(zhì)影響。3速度為光速。黑體輻射的基本定律斯蒂芬-玻爾茲曼定律普朗克定律維恩位移定律非黑體輻射的特性1發(fā)射率描述非黑體輻射能力的指標(biāo)。2吸收率描述非黑體吸收輻射能量的能力。3反射率描述非黑體反射輻射能量的能力。輻射熱交換概念及方程1輻射熱交換速率由兩個(gè)物體的溫度、發(fā)射率和幾何形狀決定。2形狀因子描述兩個(gè)物體之間輻射熱交換的幾何關(guān)系。輻射熱交換應(yīng)用1太陽(yáng)能利用太陽(yáng)輻射能量的吸收和利用。2工業(yè)爐窯高溫物體之間的輻射熱交換。3建筑節(jié)能建筑物外墻和屋頂?shù)妮椛錈釗p失和獲取。復(fù)合傳熱概念及其分析熱傳導(dǎo)通過物質(zhì)內(nèi)部的分子熱運(yùn)動(dòng)傳遞熱量。熱對(duì)流通過流體（液體或氣體）的流動(dòng)來傳遞熱量。熱輻射通過電磁波傳遞熱量。潛熱傳遞及其應(yīng)用傳熱設(shè)備性能指標(biāo)傳熱系數(shù)描述傳熱設(shè)備傳熱效率的指標(biāo)。傳熱面積傳熱設(shè)備的傳熱面積。熱損失傳熱設(shè)備熱量損失的量。傳熱設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)傳熱需求確定傳熱設(shè)備的傳熱量。經(jīng)濟(jì)性考慮傳熱設(shè)備的成本和效率。安全性確保傳熱設(shè)備的安全性。熱傳遞在工程應(yīng)用中的案例1火力發(fā)電廠2空調(diào)系統(tǒng)3食品加工結(jié)束語(yǔ)及展