传输原理5-热量传输概论hunanuniversity of technology
时间：2025-07-07
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第二篇 热 量 传 输Part Ⅱ Heat transfer
冶金工程学院
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第二篇 热量传输 热量传输简称传热，传热学是研究热量传递规律及其应用 的一门学科。 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。 提高传热速率 ： 提高生产率 降低传热速率 ： 提高热效率 ， 减少热损失 ， 节能
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第5章 热量传输概论
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第二篇 热量传输
Chapter 5 热量传输概论主 要 内 容
Chapter 6 传导传热 Chapter 7 对流换热 Chapter 8 辐射换热 Chapter 9 冶金中的综合传热
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第5章 热量传输概论
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第5章 热量传输概论
主 要 内 容
热量传输的基本概念 Fourier导热定律 Fourier-Kirchhoff方程
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第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念1、温度场、温度梯度 温度场 在某一瞬间物体内部各点的温度分布t f x , y , z ,
t y dy t z dz
连续介质：dt t 15:56:57
t 0
d
t x
dx
t
0
第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念稳定传热
温 度 场
稳定温度场： 按时间
无热量蓄积 定态传热
t f (x , y, z )不稳定温度场： 有热量蓄积
t 0不稳定传热 不定态传热
t f ( x , y , z , )
t 0
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第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念
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。图5-1 高炉炉底温度分布1—炉底空气冷却；2—氧化铝砖； 3—碳砖；4—炉缸冷却器；5—外壳
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第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念 温度梯度 定义：等温面法线方向单位距 离上的温度变化量(最大温度变 率)。gradt lim t n t n
t t t gradt i j k x y z
向量：低温→高温方向为正。
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第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念2、传热方式传导传热 (导热)传热方式
对流传热 (对流) 辐射传热 (辐射)
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第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念 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运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。
Q A
t δ
物体的导热系数15:56:58 第5章 热量传输概论 10
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5.1 热量传输的基本概念 对流流体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象。 特点：对流与流动有关
流体内部
纯对流：Q mcp
T1 T 2
对流换热--牛顿冷却公式Q T w T f F TF q T w T f T
对流换热系数，15:56:58
W
m
2
℃
11
第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念 热辐射物体由于自身温度引起的发射辐射能的现象 特点：热辐射依靠热射线传递热量 辐射力：单位时间内，物体的单位表面积向 外辐射的热量 W Em2
对于黑体： 斯忒藩-玻尔兹曼定律 0 5 . 67 10 8
E b 0T W
4
m
2
K
4
斯忒藩常数，15:56:58 第5章 热量传输概论 12
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5.1 热量传输的基本概念实际物体：
E 0 T
4
物体的发射率/黑度：0~1
通过物体间相互辐射和吸 收进行的热量传输过程称 为辐射换热Q 0 T1 T 2 A4 4
T1
T2
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第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念
热量传输方式？15:56:58 第5章 热量传输概论 14
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5.1 热量传输的基本概念
热量传输方式？
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第5章 热量传输概论
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5.1 热量传输的基本概念3、传热方程 传热方程：实践证明，各种传热过程的传热量都和温度差 t 、传热 面积A、传热时间 成正比。
φ K t A Q K t Aq K t
J J/s (W) W/m2
热流量Q: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。15:56:58 第5章 热量传输概论 16
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