第一章 绪论

1．热流量：单位时间内所传递的热量。

2．热流密度：单位传热面上的热流量。

3．导热：物体粒子微观的热运动而产生的热量传递现象。

4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程。 热对流：流体个部分之间发生宏观相对位移级领热流体的相互掺混。

5．辐射传热：由于热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象。

6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。

10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。

11.稳态传热过程：物体中各点温度不随时间而改变的热量传递过程。

第二章 热传导

1．温度场：某一瞬间物体内各点温度分布的总称。

2．等温面(线)：由物体内温度相同的点所连成的面（或线）。

3．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。

4．导热系数：物性参数，热流密度矢量与温度降度的比值，数值上等于1 K／m的温度梯度作用下产生的热流密度。导热系数是材料固有的热物理性质，表示物质导热能力的大小。

5．导温系数：材料传播温度变化能力大小的指标。材料的导热能力与吸热能力之比

导温系数不但与材料的导热系数有关，还与材料的热容量(或储热能力)也有关；从物理意义看，导热系数表征材料导热能力的强弱，导温系数表征材料传播温度变化的能力的大小，两者都是物性参数。

6.傅里叶定律：在各向同性均质的导热物体中，通过某导热面积的热流密度正比于该导热面法向温度变化率。

7.保温(隔热)材料：λ≤0.12 W/(m·K)(平均温度不高于350℃时)的材料。

8.接触热阻：材料表面由于存在一定的粗糙度使相接触的表面之间存在间隙，给导热过程带来额外热阻。使两个导热壁面之间出现温差。

接触热阻主要与表面粗糙度、表面所受压力、材料硬度、温度及周围介质的物性等有关，因此可以从这些方面考虑减少接触热阻的方法，此外，也可在固体接触面之间衬以导热系数大的铜箔或铝箔等以减少接触热阻。

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集总参数法小结

问题：一个集总参数系统，其体积为V、表面积为A、密度为?、比热为c以及初始温度为

t0，突然放入温度为t?、换热系数为h的环境中。

dt?hA(t??t)导热微分方程及定解条件： V?cd?初始条件：τ

温度分布：

hA＝0，t＝t0 vv??Vc?e?e?Bi?Fo

?0

其中，过余温度θ（τ）＝t - t∞；θ0＝t0 - t∞

瞬态热流量： Φ＝hA?t-t???hA(t0?t?)exp(?BiVFoV)

导热体在时间 0~ ? 内传给流体的总热量：

??hA??Q???cV?t0?t???cV?t0?t??(t?t?)??(t0?t?)?cV?1?exp????cV???? ????

判定系统是否为集总参数系统的依据： h(V/A)BiV??0.1M其中：M为形状修正系数

对于厚度为2?的大平板，V/A=δ，M＝1；

对于直径为2R的长圆柱体 ，V/A=R/2，M＝0.5； 对于直径为2R的球体，V/A=R/3，M＝1/3；

对于复杂形体，Biv≤0.0333，M＝1/3

?

?0.1可将判据放宽至： BiV??

几点说明：

1、 方法的实质：集总参数法是当导热体内部热阻忽略不计时，即Bi→0时研究非稳态导热的一种方法，其实用判别条件是Biv≤0.1M。这一判别产生的依据是使整个导热体中温度的不均匀性在5％以内；对某些情形可将条件放宽到Biv≤0.1。

2、 引入集总参数法的好处：由于物体温度与空间坐标无关，因此集总参数法尤其易于处理形状不规则的物体；

3、 由温度分布与时间的关系呈指数规律。既与导热系数λ有关，又与热扩散率a有关，这也是非稳态与稳态的区别。 λ与a均为物性参数，注意a使表征物体传递温度变化能力的参数，取决于λ与ρc的综合影响；

4、 时间常数τc（＝?Vc / h A）表征导热体温度随流体温度变化的快慢，是反映测温元件精度很重要的指标之一。它不仅取决于几何参数（V/A）和物性参数（ ρc），还取决于换热条件（h）。h是过程量，因此在不同换热条件下，时间常数是变化的，而非常数；

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导热系数： 热扩散率：反映了导热过程中材料的导热能力与物质储热能力之间的比值，反映导热过 程动态特性。同等条件下，热扩散率越大，物理内部各处的温度差别越小。 热阻：热转移过程的阻力

接触热阻：接触面积产生的热阻 温度梯度：等温面法线方向上的温度变化率 热边界层：流体与壁面存在存在温度差，将产生热边界层

流动边界层：固体壁面附近流体，由于粘性导致速度速度急剧变化的薄层

特征尺度：de当量直径f 流通截面面积U流体与槽道壁接触的周长

定性温度用以确定特征数中流体物性的温 辐射力：物体单位时间单位表面积想表面上半球空间所有方向发射的全部波长的总辐射能量，表示物体发射辐射能量本领的 单色辐射力：某一波长λ附近，取以微元波长间隔d λ，单位时间，单位面积向半球空间发射该单位波长间隔的能量

定向单位时间单位面积向（θ）方向上 单位立体角内发射的一切波长的能量 传热过程热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。

传热系数：表征传热过程强烈程度的标尺，数值上等于冷热流体温差1时所产生的q 热量传递的三种方式。导热主要依靠微观粒子运动而传递热量；对流换热是流体与固体壁面之间的换热，依靠流体对流和导热的联合作用而产生热量传递；辐射换热是通过电磁波传播能量，是物体之间辐射和吸收的综合结果。一个传热现象往往是几种传热方式同时作用。 。

热对流与对流换热是两个不同的概念．属于不同现象，其区别为：

①热对流是传热的三种基本方式之一，而对流换热不是传热的基本方式，

②对流换热是导热和热对流这两种基本传热方式的综合作用。由于流体质点间的紧密接触，热对流也同时伴随有导热现象； 工程中流体与温度不同的固体壁面因相对运动而发生的传热过程称为对流换热

在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热流量（热流在截面法线方向的分量），正比于该截面(不一定是等温面)法线方向上的温度变化率（方向导数）和截面面积。 导热问题的完整数学描述包括导热微分方程和定解条件。在导热系数为常数的稳态导热问题中．只有第一类边界条件下的无内热源稳态导热问题的分析解才与导热系数没有关系，即导热系数只影响热流量．而不影响温度场

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1．热流量：单位时间内通过某一给定面积的热量。

2．热流密度：通过单位面积的热流量。

3．热传导：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递。

4．热对流：由于物体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷热流体互相掺混所导致的热量传递过程。

5．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合作用的热量传递过程。

6．传热系数：单位传热面积上冷热流体间温差为1℃时的热流量的值。

7．辐射传热：物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递。

8．传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程。

1．温度场：某一瞬间物体内各点温度分布的总称。它是空间坐标和时间坐标的函数。

2．等温面(线)：温度场中同一瞬间温度相同的点所连成的面（或线）。

3．温度梯度：在等温面法线方向上最大温度变化率。

4．稳态导热：物体中各点温度不随时间而改变的导热过程。

5．非稳态导热：物体中各点温度随时间而改变的导热过程。

6．傅里叶导热定律：在导热过程中，单位时间内通过给定截面的导热量，正比于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向与温度升高的方向相反。

7．热导系数：物性参数，热流密度矢量与温度梯度的比值，数值上等单位温度梯度作用下产生的热流密度矢量的模。

8．保温材料：平均温度不高于350℃时λ≤0.12 W/(m·K)的材料。

9．定解条件(单值性条件)：使微分方程获得适合某一特定问题解的附加条件，包括初始条件和边界条件。 初始条件：初始时刻的温度分布。第一类边界条件：物体边界上的温度。 第二类边界条件：物体边界上的热流密度。 第三类边界条件：物体边界与周围流体间的表面传热系数h及周围流体的温度tf。

10．肋效率：肋片实际散热量与假设整个肋表面处于肋基温度下的散热量之比。

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不同热环境下的人体热感觉

衡量室内环境是否满足人们要求的标准就是热舒适指标（thermal comfort index），室内环境中影响人体热舒适感的主要包括温度、湿度、风速、环境辐射温度和垂直温差（车内是否考虑？）等。

在此，我小结了人们对于热舒适研究的历史：

19xx年，希尔提出头宜凉、脚宜热、辐射热与气流应有变化、相对湿度要适中的人体舒适度标准建议。

19xx年Houghton和Yaglou确定了包括温度、湿度两个变量的裸体男子的等舒适线，并由此创立了对热环境研究具有深远影响的有效温度指标ET（Effective Temperature）。

19xx年Pierce研究所的Gaggle引用了描述人体排汗时身体状况的皮肤湿润度的概念，在此基础上，于19xx年提出了新有效温度ET*（Effective Temperature）指标，该指标综合了温度、湿度对人体热舒适的影响，适用于穿标准装和坐着工作的人群，并已为ASHRAE55-1974舒适标准所采用。随后，又综合考虑了不同的活动水平和服装热阻的影响，提出了众所周知的标准有效温度指标SET（Standard Effective Temperature）。

19xx年McIntyre提出了主管温度（Subjective Temperature）指标，并给出了计算公式。该指标将人体变量和环境变量分开，更便于实际应用。McIntyre认为在气流速度较低（v<0.15m/s），而温度又非常接近于舒适温度条件下，湿度对人体温暖感无明显影响，主观温度仅是空气温度和平均辐射温度的函数。McIntyre进一步通过大量的数据论证了再确定人体感觉时，空气温度比平均辐射温度更为重要。

六十年代，对舒适的研究在美国得到了发展。美国暖通空调工程师学会在卡萨斯州立大学环境实验室曾进行大量的研究和实验工作，提供了有关舒适度条件的数据，这些数据成为丹麦工业大学Fanger教授的舒适方程的基础。Fanger教授将得到的数据资料与人体产、散热的物理方程相结合，提出了一个综合性的舒适方程，这一方程将环境的物理变量与人体新陈代谢及服装隔热等个人变量联系在一起提出了PMV（Predicted Mean Vote——预测平均评价）、PPD（Predicted Percentage of Dissatisfied——预测不满意率）等标准尺度，经测试验证了其确性，对以后的研究工作提供了坚实的理论依据。

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1. 热对流是指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷，热流体相互掺混所导致的热量传递过程。热对流仅能发生在流体中，而且由于流体中的分子同时在进行着不规则的热运动，因而热对流必然伴随又热传导现象。

2. 温度场分为两大类：一类是稳态工作条件下的温度场，此时物体中各点的温度不随时间而变，称为稳态温度场或定常温温度场；另一类是工作条件变动时的温度场。

3. 习惯上把导热系数小的材料称为保温材料，又称隔热材料或绝热材料。

4. 平均温度不高于350摄氏度时导热系数不大于0.12W/（m.k）的材料称为保温材料。

5. 对流传热是流体流过固体表面时流体与固体间的热量交换。

6. 对流传热的研究方法有分析法、实验法、比拟法、数值法。

7. 对流传热问题完整的数字描写包括对流传热微分方程组及定解条件，前者包括质量衡量、动量守恒及能量守恒这三个守恒定律的数字表达式。

8. 蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式。膜状凝结是凝结液体能很好的润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜。珠状凝结是当凝结液体不能很好地润湿壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个的小液体。

9. 当蒸汽流动方向与液膜向下的流动方向相同时使液膜拉薄，h增大。反方向时则会组滞液膜的流动使其增厚，h减小。

10. 液体的汽化分为蒸发和沸腾两种。前者是发生在液体表面上的汽化过程，后面的是液体内部已产生汽泡的形式进行的汽化过程。

11. 沸腾的三个区域有核态沸腾、过渡沸腾、稳定模态沸腾区。

12. 影响沸腾传热的因素有不凝结气体、过冷度、液位高度、重力加速度和管内沸腾。

13. 辐射传热是物体之间相互辐射和吸收的总效果。当物体与环境处于热平衡时，其表面上的热辐射仍在不停的进行但其净得辐射传热量等于零。

14. 热辐射的传递能量的特点有1）热辐射的能量传递不需要其他的介质存在，而且在真空中传递的效率最高。2）在物体发射与吸收辐射能量的过程中发生了电磁能与热能两种能量形式的转换。

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常用的相似准则数：①努谢尔特：Nu=aL/λ    分子是实际壁面处的温度变化率，分母是原为l的流体层导热机理引起的温度变化率反应实际传热量与导热分子扩散热量传递的比较。Nu大小表明对流换热强度。②雷诺准则Re=WL/V  Re大小反映了流体惯性力和粘性力相对大小。Re是判断流态的。③格拉小夫准则Gr=gβ△tL³/V²   Gr的大小表明浮升力和粘性力的的相对大小，Gr表明自然流动状态兑换热的影响。④普朗特准则： Pr=V/a    Pr表明动量扩散率与热量扩散率的相对大小。

辐射换热时的角系数：①相对性②完整性③可加性

热交换器通常分为三类：间壁式、混合式和回热式，按传热表面的结构形式分为管式和板式间壁式热交换器按两种流体相互间的流动方向热交换器分为分为顺流，逆流，交叉流。

导温系数α也称为热扩散系数或热扩散率，它象征着物体在被加热或冷却是其内部各点温度趋于均匀一致的能力。Α大的物体被加热时，各处温度能较快的趋于一致。传热学考研总结

1傅里叶定律：单位时间内通过单位截面积所传递的热量，正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率 

2集总参数法：忽略物体内部导热热阻的简化分析方法

3临界热通量：又称为临界热流密度，是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值

4效能：表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比

5对流换热是怎样的过程，热量如何传递的？

对流换热：指流体各部分之间发生宏观运动产生的热量传递与流体内部分子导热引起的热量传递联合作用的结果。对流仅能发生在流体中，而且必然伴随有导热现象。

对流两大类：自然对流（不依靠泵或风机等外力作用，由于流体内部密度差引起的流动）与强制对流（依靠泵或风机等外力作用引起的流体宏观流动）。

影响换热系数因素：流体的物性，换热表面的形状与布置，流速，流动起因（自然、强制），流动状态（层流、湍流），有无相变。

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