西安交通大学传热学课件4-2

1、 喻志强， 张虎， 谷伟， 凌空， 封永亮3/76 数值传热学被引用情况 1988 1992 1996 2000 2004 1990 1994 1998 2002 2006 0 100 200 300 400 50 150 250 350 数值传热学被引用次数 引用次数4/76 有关的主要国外期刊 1.Numerical Heat Transfer, Part A- Applications; Part B- Fundamentals 2.International Journal of Numerical Methods in Fluids. 3.Computer p hcT = p c 设 为常数 p c p c Pr () p c 13/76 4. 通用控制方程 () ()( ) div U div grad S t += + 不同求解变量之间的区别： （1）边界条件与初始条件； （2）源项表达式不同； 文献中常以表格形式给出所求解变量的源项与 广义扩散系数的表达式。
瞬态项 对流项 扩散项。

2、目的 1. 确定瞬时温度场 t=f(time, space) 2. 一段时间内所传递的热量 4/97 传热学 Heat Transfer 不同非稳态导热过程中物体温度变化率举例 10-12 s-Pico second, 皮秒 10-15 s- Femto second,飞秒 5/97 传热学 Heat Transfer 本章内容 基本概念 零维非稳态导热 一维非稳态导热 多维非稳态导热 无限大物体 半无限大物体 6/97 传热学 Heat Transfer 3-1 非稳态导热的基本概念 一 、 非稳态导热的分类 ),( zyxft 非周期性： 物体的温度随时间的推移 逐渐趋于某一恒定温度 周期性： 物体中各点温度及热流密度 随时间作周期性变化 7/97 传热学 Heat Transfer 界面上所发生的热扰动传递到内部一定深度需要一定时间 1 28/97 传热学 Heat Transfer 9/97 传热学 Heat Transfer 二 、 基本特点 1. 0t 2. 物体中的温度分布存在着两个不同阶段 (非周期性导热 ) 。

3、fer 主要教学内容 定义、影响因素、分类、研究方法 数学描写 边界层及其数学描写 外掠等温平板对流传热分析解 比拟理论 5/73 传热学 Heat Transfer 5-1 对流传热概述 一 、 回顾 1. 热对流（ thermal convection） 流体各部分之间发生相对位移时，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。
Tw qw wfTT6/73 传热学 Heat Transfer 3. 基本计算式 (Newtons Law of Cooling) 2 ( ) W m w f w fq A h t t t t 2 ( ) W m f w f wq A h t t t t 2. 对流传热（ convective heat transfer） 流体流过与其温度不同的固体壁面时发生的热量传递过程。
7/73 传热学 Heat Transfer 4. 表面传热系数 h 流动方式：强制 自然对流 介质：水 空气 相变：有相变 无相变 水蒸气凝结 有机蒸汽凝结 convective he。

4、体 气体辐射的特点 辐射传热的强化和抑制 3/95 传热学 Heat Transfer 航空航天 传统工业 高新技术 日常生活 辐射换热应用背景介绍 4/95 传热学 Heat Transfer 航空航天 火箭发射 空间站 5/95 传热学 Heat Transfer 传统工业 说明：高炉中的高温火焰与炉膛的热量交换方式 主要依靠辐射换热。
锅炉炉膛 钢铁冶炼高炉 6/95 传热学 Heat Transfer 高新技术 计算机芯片冷却 激光加工 说明：随着计算机等高新技术的飞速发展，“热障” 问题越来越成为人们关注的焦点。
7/95 传热学 Heat Transfer 日常生活 (1) 人体散热 人体与墙壁间的热交换 太阳能利用 8/95 传热学 Heat Transfer 日常生活 (2) 保温瓶的散热 窗帘对太阳能 的阻隔作用 说明：不要以为辐射只有在高温 时才重要，其实在常温甚 至低温下有时也很重要， 辐射换热的推动力是温差 。
9/95 传热学 Heat Transfer 太阳能利用 (1) 光 热转换 太阳能热水器 10/95。

5、结传热 沸腾传热 凝结传热的模式 层流膜状凝结分析解 沸腾传热的模式 大容器饱和沸腾 实验关联式 影响因素及强化 热管 影响因素及强化 4/76 传热学 Heat Transfer 7-13 凝结传热 Condensation heat transfer 5/76 传热学 Heat Transfer 7-1 凝结传热的模式 一、凝结的定义 二、两种存在形态 蒸汽与低于其饱和温度的壁面接触时形成液体的过程。
浸润性液体；非浸润性液体。
6/76 传热学 Heat Transfer 1、膜状凝结 (film condensation) 沿整个壁面形成一层薄膜，并且在重力的作用下流动。
2、珠状凝结 (dropwise condensation) 当凝结液体不能很好地浸润壁面时，则在壁面上形成许多小液珠。
g sw tt g sw tt 三、凝结传热的两种模式 7/76 传热学 Heat Transfer 8/76 传热学 Heat Transfer 9/76 传热学 Heat Transfer （ 4）凝结传热设备的设计依据：膜状凝。

6、表面 2对表面 1的角系数： 离开 表面 2的辐射能落到表面 1上的份额 View factor, angle factor 4/92 传热学 Heat Transfer 二、讨论角系数的假定 1、 两个假定 2、 优点 物体表面为 漫射 表面 离开所研究表面的辐射热流密度是 均匀 的 角系数完全是一个几何因子 物体表面温度及发射率的改变只影响离开表面的辐射能的绝对大小 漫反射 +T均匀 +发射率均匀 +反射比均匀 5/92 传热学 Heat Transfer 三、角系数的性质 1、 相对性 1 , 21b1EdddX A1 1 22 , 1 2c o s c o sdddAXr 微元面和微元面 1 1 1 1c o s ddbIA 2 1 22c o s c o sd Ar6/92 传热学 Heat Transfer 1,222,11 dd dddd XAXA 有限大小表面 11bAE当 1, 2 0时 ， T1 T2 1,222,11 XAXA 1,2X22bAE1,21,2X7/92 传热学 Heat Tra。

7、学 Heat Transfer 一 、 物理问题 2 h, t h, t 厚度 2 的无限大平壁 ，、 a为已知常数 ， =0时温度为 t0， 突然将其放置于温度为 t并保持不变的流体中 ， 两侧表面与介质之间的表面传热系数为 h。
3/17 传热学 Heat Transfer 二 、 数学描写 分析物理问题可知：中心截面为对称面 22xtat,0 0tt 0 ,0 xtx, - ( )xx t x h t t 4/17 传热学 Heat Transfer 三 、 时空坐标的离散 0 x n i n,i n-1,i n+1,i n,i+1 n,i-1 把 【 0， 】 分成（ N-1）等分，有 N个节点，网格步长为 x； 把要计算的时间分成（ I-1）等分，有 I个时层，时间步长为 。
int任一时刻任一几何位置上的温度可以表示为 ： 5/17 传热学 Heat Transfer 四 、 离散方程的建立 1. 扩散项的离散 2. 非稳态项的离散 。