《环境工程原理》课程教学资源（PPT课件）第04章 热量传递

第四章热量传递

第四章 热量传递

第一节热量传递的方式传热是极普遍的过程：凡是有温差存在的地方，就必然有热量传递路在环境工程中，很多过程涉及到加热和冷却：对水或污泥进行加热；对管道及反应器进行保温以减少系统的热量散失；在冷却操作中移出热量环境工程中涉及到的传热过程主要有两种情况：强化传热过程，如各种热交换设备中的传热；削弱传热过程，如对设备和管道的保温，以减少热量损失。传热速率问题

在环境工程中，很多过程涉及到加热和冷却： 对水或污泥进行加热； 对管道及反应器进行保温以减少系统的热量散失； 在冷却操作中移出热量。 传热是极普遍的过程： 凡是有温差存在的地方，就必然有热量传递。 第一节 热量传递的方式 环境工程中涉及到的传热过程主要有两种情况： 强化传热过程，如各种热交换设备中的传热； 削弱传热过程，如对设备和管道的保温，以减少热量损失。 传热速率问题

第四章热量传递本章主要内容第一节热量传递的方式热传导第二节第三节对流传热第四节辐射传热第五节换热器

第一节 热量传递的方式 第二节 热传导 第三节 对流传热 第四节 辐射传热 第五节 换热器 本章主要内容 第四章 热量传递

第一节热量传递的方式本节的主要内容一、热传导二、对流传热三、辐射传热

第一节 热量传递的方式 一、热传导 二、对流传热 三、辐射传热 本节的主要内容

第一节热量传递的方式根据传热机理的不同，热的传递主要有三种方式！物体各部分之间无宏观运动热传导通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程对流传热流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程，仅发生在液体和气体中。通常认为是流体与固体壁面之间的热传递过程物体由于热的原因而发出辐射能的过程辐射传热

根据传热机理的不同，热的传递主要有三种方式： 热传导 对流传热 辐射传热 通过物质的分子、原子和电子的振动、位移 和相互碰撞发生的热量传递过程 流体中质点发生相对位移而引起的热量传递 过程，仅发生在液体和气体中。通常认为是 流体与固体壁面之间的热传递过程。 物体由于热的原因而发出辐射能的过程 物体各部分之间无宏观运动 第一节 热量传递的方式

第二节热传导本节的主要内容一、傅立叶定律二、导热系数三、通过平壁的稳定热传导四、通过圆管壁的稳定热传导

一、傅立叶定律 二、导热系数 三、通过平壁的稳定热传导 四、通过圆管壁的稳定热传导 本节的主要内容 第二节 热传导

第二节热传导条件：物体各部分之间无宏观运动机理：通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程在气态、液态和固态物质中都可以发生，但传递的方式和机理是不同的。气体的热量传递是气体分子作不规则热运动时相互碰撞的结果固体以两种方式传递热量：晶格振动和自由电子的迁移：液体的结构介于气体和固体之间，分子可作幅度不大的位移，热量的传递既由于分子的振动，又依靠分子间的相互碰撞

在气态、液态和固态物质中都可以发生，但传递的方式和机 理是不同的。 气体的热量传递是气体分子作不规则热运动时相互碰撞的结果 固体以两种方式传递热量：晶格振动和自由电子的迁移； 液体的结构介于气体和固体之间，分子可作幅度不 大的位移，热量的传递既由于分子的振动，又依靠分 子间的相互碰撞。 机理：通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞 发生的热量传递过程 条件：物体各部分之间无宏观运动 第二节 热传导

第二节热传导一、傅立叶定律T热传导的速率热流流量T=ToT=ToV山LTy静止导热介质静止导热介质易QXEVXt=00ToTT0ToTT=ToT=T1需要一个恒定的热量流量Q通过，才能维持温度差△T=T-T。不变

T=T0 Q T=T1 热流流量 t=0 T=T0 T=T0 需要一个恒定的热量流量Q通过，才能维 持温度差 T = T1 −T0 不变 热传导的速率？ 第二节 热传导 一、傅立叶定律

第二节热传导一、傅立叶定律VA△TQ静止导热介质(4.2.1)YAXZXy方向上的温度梯度，K/m0ToTTy方向上的热量流量，导热系数：垂直于热流方也称为传热速率，W向的面积，m2W/ (m·K)dTQ(4.2.2)傅立叶定律q-Ady即单位时间内通过单位面y方向上热量通量，W/m2积传递的热量，又称为热流密度

Y T A Q  =  y T A Q q d d = = − y方向上的热量流量， 也称为传热速率，W 导热系数， W/(m·K) y方向上热量通量，即单位时间内通过单位面 积传递的热量，又称为热流密度，W/m2 垂直于热流方 向的面积，m 2 y方向上的温 度梯度, K/m 傅立叶定律 第二节 热传导 一、傅立叶定律 (4.2.1) (4.2.2)

第二节热传导一、傅立叶定律dTQ9=热量通量与温度梯度成正比dyA热量传递的推动力负号表示热量通量方向与温度梯度的方向相反，即热量是沿着温度降低的方向传递的

y T A Q q d d = = − 热量通量与温度梯度成正比 负号表示热量通量方向与温度梯度的方向相反，即热量是 沿着温度降低的方向传递的。 热量传递的推动力 第二节 热传导 一、傅立叶定律