传热学综述
1 传热方式 2 热传导
2.1 傅里叶定律 2.2 热阻 3 热对流
3.1 热对流概念 3.2 牛顿冷却公式 4 热辐射 5 温度场
5.1 温度场概念 5.2 等温线（面） 6 导热微分方程 7 边界条件
7.1 第一类边界条件 7.2 第二类边界条件 7.3 第三类边界条件 8 一维稳态导热分析 8.1 通过平壁的导热 8.2 圆筒壁的导热 9 二维稳态导热
9.1 二维稳态导热的分析解法 9.2 有限差分法 10 对流换热
10.1 对流换热原理
10.2 对流换热微分方程组 11 传热学反问题
1 传热方式
自然界的热量传递有三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。任何的热量传递过程都是以这三种方式进行的。一个实际的热量传递过程可以以其中的一种热量传递方式进行，但多数情况下都是以两种或三种方式同时进行的。 2 热传导
热传导简称导热，是物体内部或者相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。热传导的发生不需要物体各部分之间有宏观的相对位移。 2.1 傅里叶定律
单位时间内通过单位面积的热流量称为热流密度，用q表示，公式（1）如下：
q??A????t?x （1）
这就是传热学中非常重要的傅里叶定律，式中负号是为了满足热力学第二定律，表示热量传递的方向同温度升高的方向相反。?为通过面积A上的总的热量，称为热流量，单位是W。式中的比例系数?称为材料的热导率，又称导热系数，单位是W/(m?K)，其数值大小反
映材料的导热能力。热导率越大，材料的导热能力就越强。导热系数与材料及温度等因素有关，金属是良导热体，导热率最大，液体次之，气体最小。
图1 一维大平板导热
如图1所示的大平板一维稳态导热，由于是一维问题，且?和q为常量，故?x?t?dtdx为常数，这时的傅里叶定律为：
????Adtdx??A?t? （2）
2.2 热阻
为了更好的理解导热现象，有必要引入热阻的概念。在自然界的各种转移过程中有一个共同的规律，即：
过程中的转移量?过程的动力过程的阻力
以电学中的欧姆定律为例说明：
I（电流）?U（电压）R（电阻）
平板的导热可类似写为：
???t?/(?A)
即：
热流量?温压热阻
这样导热过程中的导热热阻可表示为：
R???A
导热热阻单位是K/W。对单位面积而言，有面积热阻：
RA???
3 热对流 3.1 热对流概念
若流体有宏观的运动，且内部存在温差，则由于流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混而产生的热量传递现象称为热对流。
3.2 牛顿冷却公式
当物体受到流体冷却时，表面温度对时间的变化率与流体和物体表面间的温差?t成正比。即：
q?h?t 或 ??Ah?t
?tw?tf式中：?t为流体和物体表面间的温差，?t表示成热阻的形式如下：
??/Ah）式中：1（为对流热阻。
，其中tw为物
体表面温度，tf为流体温度 ；h为表面传热系数（换热系数）。此式
?t1/(Ah)
4 热辐射
一切温度高于0K的物体都会以电磁波的方式发射具有一定能量的微观粒子，即光子，这样的过程称为辐射，光子所具有的能量称为辐射能。所以辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式。物体会因
