第1章　緒　論

1.1　考點歸納

一、熱傳遞的基本方式

1．導(dǎo)熱

（1）導(dǎo)熱的定義

導(dǎo)熱又稱熱傳導(dǎo)，是指物體各部分之間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而進行的熱量傳遞現(xiàn)象。

（2）導(dǎo)熱量的計算

①傅里葉定律（導(dǎo)熱基本定律）

②熱流量

單位時間內(nèi)通過某一給定面積的熱量稱為熱流量，記為Ф，單位為W。

③熱流密度

通過單位面積的熱流量稱為熱流密度，記為q，單位為W/m²。

（3）熱導(dǎo)率

①熱導(dǎo)率λ或稱導(dǎo)熱系數(shù)，是表征材料導(dǎo)熱性能優(yōu)劣的參數(shù)，即是一種熱物性參數(shù)，其單位為W/（m?K）。

②其物理意義是指單位厚度的物體具有單位溫度差時，在單位時間內(nèi)其單位面積上的導(dǎo)熱量。

2．熱對流

（1）熱對流的定義

熱對流是指由于流體的宏觀運動而引起的流體各部分之間發(fā)生相對位移，冷、熱流體相互摻混所導(dǎo)致的熱量傳遞過程。

（2）對流傳熱

①對流傳熱的定義

對流傳熱是指流體與溫度不同的固體壁面接觸時所發(fā)生的傳熱過程。

②對流傳熱的分類

a．自然對流傳熱：由于流體冷、熱各部分的密度不同而引起的對流傳熱。

b．強制對流傳熱：由于機械（水泵或風機等）的作用或其它壓差而引起的相對運動所造成的對流傳熱。

c．沸騰傳熱及凝結(jié)傳熱：伴隨有相變的對流傳熱，如液體在熱表面上沸騰及蒸氣在冷表面上凝結(jié)的對流傳熱問題，分別簡稱為沸騰傳熱及凝結(jié)傳熱。

③對流傳熱的計算

牛頓冷卻公式（對流傳熱的基本計算式）

式中：ｈ——表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（或稱對流換熱系數(shù)），單位是W/（m²?K）。

（3）熱對流與對流傳熱的區(qū)別

①熱對流是傳熱的3種基本方式之一，而對流傳熱不是傳熱的基本方式。

②對流傳熱是導(dǎo)熱和熱對流這2種基本方式的綜合作用。

③對流傳熱必然具有流體與固體壁面間的相對運動。傳熱學中，重點討論的是對流傳熱問題。

3．熱輻射

（1）輻射的定義

物體通過電磁波來傳遞能量的方式稱為輻射。

（2）熱輻射的定義

物體會因各種原因發(fā)出輻射能，其中因熱的原因而發(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射。

（3）熱輻射的特點

①輻射能可以通過真空自由地傳播而無需任何中間介質(zhì)（與導(dǎo)熱、對流完全不同）。

②一切物體只要具有溫度（高于0 K），就能持續(xù)地發(fā)射出輻射能，同時也能持續(xù)地吸收來自其他物體的輻射能。

③熱輻射不僅具有能量的傳遞，而且具有能量形式的轉(zhuǎn)換，即熱能—電磁波能—熱能。

（4）熱輻射的計算

①輻射力的定義

輻射力是指物體表面每單位面積在單位時間內(nèi)對外輻射出去的全部能量。用E表示，單位是W／m²。

②黑體的定義

黑體是指能吸收投入到其表面上的所有熱輻射能量的物體。

③絕對黑體的輻射力

由斯忒藩-玻耳茲曼定律，絕對黑體的輻射力為

式中：σ_b——斯忒藩-玻耳茲曼常數(shù)，亦稱黑體輻射常數(shù)，。

C_b——黑體的輻射系數(shù)，。

④實際物體的輻射力

一切實際物體的輻射力均低于同溫度下黑體的輻射力，實際物體的輻射力為

式中：ε——實際物體的發(fā)射率，或稱黑度，其值為0～1。

（5）輻射傳熱

①輻射傳熱的定義

物體向空間發(fā)出熱輻射，同時又不斷地吸收其他物體發(fā)出的熱輻射，這種輻射與吸收過程綜合結(jié)果所造成的物體間以熱輻射進行的熱量傳遞方式稱為輻射傳熱（或輻射換熱）。

②輻射換熱量的計算

二、傳熱過程和傳熱系數(shù)

1．傳熱過程

（1）傳熱過程的定義

熱量由壁面一側(cè)的流體通過壁面?zhèn)鞯搅硪粋?cè)流體中去的過程稱為傳熱過程。實際傳熱過程是由導(dǎo)熱、對流、輻射這3種基本方式組成的。

（2）傳熱過程的三個串聯(lián)環(huán)節(jié)

①從熱流體到壁面高溫側(cè)的熱量傳遞；

②從壁面高溫側(cè)到壁面低溫側(cè)的熱量傳遞，亦即穿過固體壁的導(dǎo)熱；

③從壁面低溫側(cè)到冷流體的熱量傳遞。

（3）傳熱過程熱流密度的計算

設(shè)有一塊由同種均質(zhì)材料組成的大平壁，各參數(shù)如下圖所示。設(shè)各點溫度恒定不變，傳熱過程處于穩(wěn)態(tài)過程，現(xiàn)分析通過平壁傳遞的熱量，傳熱過程分3段。

①壁左側(cè)，熱流體與壁面間對流換熱

②熱量從壁左側(cè)到右側(cè)以導(dǎo)熱方式

③壁右側(cè)，壁面與冷流體間對流換熱

④總傳熱熱流密度

（4）傳熱過程的總熱阻

2．傳熱系數(shù)

（1）定義

k稱為傳熱系數(shù)，它表明冷熱流體溫差1K時，單位時間通過單位面積所傳遞的熱量，單位是W/（m²·K）。傳熱系數(shù)是反映傳熱過程強弱的指標。

（2）計算公式