華科大工程傳熱學教案01緒論_第1頁
華科大工程傳熱學教案01緒論_第2頁
華科大工程傳熱學教案01緒論_第3頁
華科大工程傳熱學教案01緒論_第4頁
華科大工程傳熱學教案01緒論_第5頁
已閱讀5頁,還剩7頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

6按照熱力學的定義,熱是一種傳遞中的能量。傳遞中的能量不外乎是處于無序熱和有序狀態的功。實際的傳遞過程常常發生在能量系統處于不平對于一個不可壓縮的熱力學系統,溫度的高低就反映了系統能量狀態的高低和單位質量系統內熱能(或稱熱力學能,簡稱內能)或焓的多少。熱力學第二定律告訴我們,能量總是自發地從高能級狀態向低能級狀態傳遞和遷移。因此,熱的傳遞和遷移就會發生在熱系統然界的物體和系統,當將其視為一個熱力學系統時,他們常常是處于不平衡的能量狀態之一個物體的加熱過程可以視為一個熱力學過程,熱力學可以根據能量一系統最終達到的平衡溫度,以及初始狀態和最終狀態之間的能量變化,而傳熱學則是基于物質傳遞熱量的機理,研究該物體在達到平衡以前的任何時刻、任意位置的溫度變從以上的分析可知,傳熱學是研究熱量傳遞規律的科學。它分析各種具體是如何進行的,探求工程及自然現象中熱量傳遞過程的物理本質,發現各種熱現象的傳輸機理,建立能量輸運過程的數學模型,分析計算傳熱系統的溫度和熱流水平,揭示熱量傳遞的具體規律。在一些較為復雜的場合,則通過計算機模擬加熱爐、熔化爐的熱力設計;汽車與船用熱力發動機的工作過程和設計;機械加工中的熱變形與熱應力的控制和預測;激光成型過程中的傳熱問題;機械電子器件中的熱設計;材干燥和冷卻問題;環境工程中的傳熱傳質及流體流動問題;航空和航天技術中的傳熱與流動問題等,都必須用傳熱學的理論去分析,用傳熱學的計算方法去處理。因此,學習傳熱學,掌握熱量傳遞過程的基本理論和研究方法,提高分析和處理傳熱問題的能力必然是工傳熱學要分析和處理的具體問題很多,但歸納起來有兩個大類型。一類是確定在任意時刻物體系統內的溫度分布,從而了解系統的特性以便于進行溫度和熱流的調整與控制及其進行其它的計算,如物體熱應力、熱變形計算。另一類是計算和傳熱;為了減少熱設備散熱,節約能源,必須削弱傳熱。因此,在給定條件下計算溫度分7Q移的情況下,熱量會從物體的高溫部分傳到低溫部分;此外,不同溫度的物體互相接觸時,熱量也會在相互沒有物質轉移的情況下,從高溫物體傳遞到低溫物體。這樣一種熱量傳遞的方式被稱為熱傳導或簡稱為導熱(從Qt2Ax0Ax0在熱傳導問題的研究中,畢歐(Boit)在對平板導通過垂直于平板方向上的熱流量正比于平板兩側的式中,Q為單位時間沿x方向傳導的熱量,稱為熱流量,單位為W;A為垂直于x方向的導熱面積,單位為m2;t1?t2為大平板兩表面之間的溫差,單位為℃(或Kλ為相應的單位是W/(m.oC)。上式亦可表示為如下形式,式中,?t/?n稱為溫度梯度,負號表示熱流密度的方向與溫度梯度的方向相反。式(1-3)2熱對流與對流換熱流體中溫度不同的各部分流體之間,由于發生相對運動而把熱量由一處帶到另熱現象稱為熱對流,這是一種借助于流體宏觀位移而實現的熱量傳遞過程。實際上流體在進行熱對流的同時熱量的傳導過程也在同時發生。因此,發生在流動介質中的熱量傳遞是熱傳導與熱對流的綜合過程。工程上還經常遇到流體與溫度不同的固體壁面接觸時的熱量交換的情況,這種熱量的傳遞過程稱為對流換熱。由于單一的熱對w8式中,tw是物體表面的溫度;t∞是流體的溫度;u∞u∞3熱輻射物質的微觀粒子(分子、原子和電子等)的運動會以光的形式向外輻射能量,我們稱之為電磁輻射。電磁輻射的波長范圍很廣,從長達數百米的無線電波到小于10-14米的宇宙射線。這些射線不僅產生的原因各不相同,而且性質也各異,由此圍繞輻射過程也就構成了廣泛的科學和技術領域。這里我們僅僅對由物質的熱運動(即無序運動)而產生的電磁輻射,以及因這些電磁輻射投射到物體上而引起的熱效應感興趣。我們把這一部分電磁輻射稱為熱輻射。凡是溫度高于0[K]的物體都有向外發射熱射線的能力。物體的溫度越高,一個理想的輻射和吸收能量的物體被稱為黑體。黑體向周圍空間發射出去的式中,Q為黑體發射的輻射能;A為物體的輻射表面積,T為絕對溫度,K;σ0為斯蒂芬-式(1-5)是斯蒂芬-玻爾茲曼(Stefen-Boltzmann)定律的一種形式,又稱為輻射四次方定律,是計算熱輻射的基礎。實際物體發射的輻射能可以用輻射四次方定律的經驗Q=εAσ0T4,自然界中的所有物體都在不斷的向周圍空間發射輻射能,與此同時,又在不斷地吸收來自周圍空間其它物體的輻射能,兩者之間的差額就是物體之間的輻射換熱量。物體表面之間以輻射方式進行的A1T1QQA2T29熱交換過程我們稱之為輻射換熱。對于兩個相距很近的黑體表面,由于一個表面發射工業生產中所遇到的許多實際熱交換過程常常是熱介質將熱量先傳給換熱表換熱表面的導熱再傳給冷介質。這種經由熱流體通過固體壁面把熱量傳給冷流體的數,W/(m2.oC),是一個表征傳熱過程強烈程度的物理溫煙氣和灼熱爐料的熱量,通過爐襯和爐外殼傳到爐外空氣,這個過程就屬于一個典型的傳熱過程。設工業爐爐內的煙氣溫度為tf1,爐外的空氣溫度為tf2,傳熱溫差任何一種物理量都有它的量綱及其計量單位。由于工程技術中要測量的物理量很當選用某幾種量綱作為基本量綱,并且選擇了基本量綱的單位時,就有了相應的一些導出中相應的單位值。可見,兩者的數值屬于同一P111μ111υα111c111QW111q111λ11αk112夏季在溫度為20oC的室內,穿單衣感到舒適,而冬季在同樣溫度的室3冬天,在太陽下曬過的棉被,晚上睡覺時蓋上1-7宇宙空間可近視看

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論