第1章　绪　论

1.1　考点归纳

一、热传递的基本方式

1．导热

（1）导热的定义

导热又称热传导，是指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进行的热量传递现象。

（2）导热量的计算

①傅里叶定律（导热基本定律）

②热流量

单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量，记为Ф，单位为W。

③热流密度

通过单位面积的热流量称为热流密度，记为q，单位为W/m²。

（3）热导率

①热导率λ或称导热系数，是表征材料导热性能优劣的参数，即是一种热物性参数，其单位为W/（m•K）。

②其物理意义是指单位厚度的物体具有单位温度差时，在单位时间内其单位面积上的导热量。

2．热对流

（1）热对流的定义

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。

（2）对流传热

①对流传热的定义

对流传热是指流体与温度不同的固体壁面接触时所发生的传热过程。

②对流传热的分类

a．自然对流传热：由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的对流传热。

b．强制对流传热：由于机械（水泵或风机等）的作用或其它压差而引起的相对运动所造成的对流传热。

c．沸腾传热及凝结传热：伴随有相变的对流传热，如液体在热表面上沸腾及蒸气在冷表面上凝结的对流传热问题，分别简称为沸腾传热及凝结传热。

③对流传热的计算

牛顿冷却公式（对流传热的基本计算式）

式中：ｈ——表面传热系数（或称对流换热系数），单位是W/（m²•K）。

（3）热对流与对流传热的区别

①热对流是传热的3种基本方式之一，而对流传热不是传热的基本方式。

②对流传热是导热和热对流这2种基本方式的综合作用。

③对流传热必然具有流体与固体壁面间的相对运动。传热学中，重点讨论的是对流传热问题。

3．热辐射

（1）辐射的定义

物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。

（2）热辐射的定义

物体会因各种原因发出辐射能，其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。

（3）热辐射的特点

①辐射能可以通过真空自由地传播而无需任何中间介质（与导热、对流完全不同）。

②一切物体只要具有温度（高于0 K），就能持续地发射出辐射能，同时也能持续地吸收来自其他物体的辐射能。

③热辐射不仅具有能量的传递，而且具有能量形式的转换，即热能—电磁波能—热能。

（4）热辐射的计算

①辐射力的定义

辐射力是指物体表面每单位面积在单位时间内对外辐射出去的全部能量。用E表示，单位是W／m²。

②黑体的定义

黑体是指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能量的物体。

③绝对黑体的辐射力

由斯忒藩-玻耳兹曼定律，绝对黑体的辐射力为

式中：σ_b——斯忒藩-玻耳兹曼常数，亦称黑体辐射常数，。

C_b——黑体的辐射系数，。

④实际物体的辐射力

一切实际物体的辐射力均低于同温度下黑体的辐射力，实际物体的辐射力为

式中：ε——实际物体的发射率，或称黑度，其值为0～1。

（5）辐射传热

①辐射传热的定义

物体向空间发出热辐射，同时又不断地吸收其他物体发出的热辐射，这种辐射与吸收过程综合结果所造成的物体间以热辐射进行的热量传递方式称为辐射传热（或辐射换热）。

②辐射换热量的计算

二、传热过程和传热系数

1．传热过程

（1）传热过程的定义

热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程称为传热过程。实际传热过程是由导热、对流、辐射这3种基本方式组成的。

（2）传热过程的三个串联环节

①从热流体到壁面高温侧的热量传递；

②从壁面高温侧到壁面低温侧的热量传递，亦即穿过固体壁的导热；

③从壁面低温侧到冷流体的热量传递。

（3）传热过程热流密度的计算

设有一块由同种均质材料组成的大平壁，各参数如下图所示。设各点温度恒定不变，传热过程处于稳态过程，现分析通过平壁传递的热量，传热过程分3段。

①壁左侧，热流体与壁面间对流换热

②热量从壁左侧到右侧以导热方式

③壁右侧，壁面与冷流体间对流换热

④总传热热流密度

（4）传热过程的总热阻

2．传热系数

（1）定义

k称为传热系数，它表明冷热流体温差1K时，单位时间通过单位面积所传递的热量，单位是W/（m²·K）。传热系数是反映传热过程强弱的指标。

（2）计算公式