1
一、本课的基本要求
5,掌握导热系数 ?及导温系数 a的单位, 物理意义, 影
响因素 。
第一讲,
热量传输基本概念及基本定律
1,掌握导热、对流、辐射三个基本概念。
2,正确理解传热系数 K、热阻 R的含义、传热一般方程。
3.了解温度场及其分类、温度梯度。
4,理解温度场的建立、等温面及温度梯度，重点掌握
傅立叶稳 定导热的基本定律的表达式及应用。
第二章 热 量 传 输
2
二、本课的重点、难点：
2,本课的重点, 难点是傅立叶稳定导热的基本定律 。
三, 教参及教具
1,高家锐，动量、热量、质量传输原理，重庆大学出
版社,1987。
2,张先棹，冶金传输原理，冶金工业出版社,1988。
1,本课的重点是导热、对流、辐射三个基本概念。
第二章 热 量 传 输
3
热量传输简称传热，它是极为普遍而又重
要的物理现象。冶金生产过程无论是否伴随
化学反应或物态转变，热量传输往往对该过
程起限制作用。
第二章 热 量 传 输
传热的动力：温差
本章研究传热的内容：
1.传热方式
2.特定条件下传热速率
提高传热速率 —— 提高生产率
降低传热速率 —— 提高热效率（节能）
4
§ 2.1 基本概念及基本定律
2.1.1 基本概念
导热
对流
辐射
1,传热方式
第二章 热 量 传 输
5
(1) 传导传热（导热）
① 定义：在一个连续介质内若有温差存在，或者
两温度不同的物体直接接触时，在物体
内没有可见的宏观物质流动时所发生的
传热现象叫导热。
②条件：温差、无物质宏观运动。
③取决于：物质本身的物性。
第二章 热 量 传 输
6
（ 2） 对流传热（对流）
① 定义：有流体存在, 并有流体宏观运动情况
下所发生的传热叫对流 。
② 条件：温差, 有物质宏观运动 。
③ 取决于：物质本身的物性, 流动状态 。
第二章 热 量 传 输
7
（ 3）辐射传热（辐射）
① 定义：物体因受热发出热辐射能, 高温
物体失去热量而低温物体得到热
量, 这种传热方式叫辐射传热 。
② 条件：温差, 发射电磁波 。
③ 取决于：两物体空间位置 （ 角度系
数 ）, 表面特性 （ 黑度 ） 。
第二章 热 量 传 输
8
2,传热基本方程
（ 1） 热流量 Q：单位时间传递的热量。
（ 2） 热通量（热流密度） q：单位时间通过单位面积传
递的热量。
（ 3） 传热方程：
Q=K ·?t ·A ·? J
Q=K ·?t ·A W
q= K ·?t W/m2
第二章 热 量 传 输
9
（ 4） 传热系数 K,单位时间、单位面积、温差
为 1?C传递的热量，即单位传热量。
提高传热速率的措施,K?,R?
降低传热速率的措施,K?,R?
第二章 热 量 传 输
10
（ 5）热阻 R：
Rf —— 传热面上的总热阻； R—— 单位传热面上的热
阻 。
（ 6） 单位换算
1kcal=4.187kJ 1kcal/h=1.163J/s=1.163 W
（ 7） 传热问题的电模拟法
R
Δt
q
第二章 热 量 传 输
fRt
KA
tQ /?=?=
1 RtK
tq /?=?=
1
11
3.温度场、等温面及温度梯度
（ 1）温度场：温度按空间及时间的分布规律和变化规律就是温度场 。
a,数学表达式：
t=f(x,y,z,?)
b,分类,
稳定温度场：不随时间而变化的温度场。 t=f(x,y,z)
特点,?t/??=0，为稳定传热
不稳定温度场,?t/???0，为不稳定传热。
第二章 热 量 传 输
12
第二章 热 量 传 输
13
空间（一、二、三维温度场）
（ 2） 等温面
（ 3） 等温线
（ 4） 温度梯度,
dx
dt
第二章 热 量 传 输
14
2.1.2 基本定律
1,傅立叶导热定律
（ 1） 稳定温度场的建立
?1 ~?3为不稳定导热,??为稳定导热时期。
第二章 热 量 传 输
15
（ 2） 傅立叶导热定律
?—— 导热系数。
第二章 热 量 传 输
dx
dtq ??=
A
dx
dtQ ???=
16
（ 3） 导热系数 ?
1） 单位,w/m?c
2） 物理意义：物体的导热能力,???q??导热能力 ?
3）影响因素：
a.物质种类,?气, 0.006~0.6 w/m?c
?液, 0.07~0.7w/m?c
?金属, 2.2~420w/m?c；其中纯银最高，铜、
金、铝次之。
?工程材料, 0.025~3w/m?c
b.物理状态：温度、压力、密度、湿度等，其中温度是
最重要的因素。
第二章 热 量 传 输
17
第二章 热 量 传 输
18
对于工程材料：
?=?0（ 1+bt）
?=?0+at
（ 4） 导温系数 a
（热量梯度）
即单位时间, 单位面积的热流量与热量梯度成正比 。
a=?/c 〃 ?—— 导温系数。
第二章 热 量 传 输
n
)tc(a
n
)tc(
c
1
n
tq
?
??????=
?
?????
????=?
???=
19
1） 单位,a=?/(c ·?) m2/s
2） 物理意义：热量传输能力
a=?/(c ·?)=导热能力 /吸热能力
a?,??,c ·??,热量传递快, 温度传递快 。
a?,? ?,c ·??，热量传递慢，温度传递慢。
第二章 热 量 传 输
20
作业：
P206 2
第二章 热 量 传 输
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一、本课的基本要求
5,掌握导热系数 ?及导温系数 a的单位, 物理意义, 影
响因素 。
第一讲,
热量传输基本概念及基本定律
1,掌握导热、对流、辐射三个基本概念。
2,正确理解传热系数 K、热阻 R的含义、传热一般方程。
3.了解温度场及其分类、温度梯度。
4,理解温度场的建立、等温面及温度梯度，重点掌握
傅立叶稳 定导热的基本定律的表达式及应用。
第二章 热 量 传 输
2
二、本课的重点、难点：
2,本课的重点, 难点是傅立叶稳定导热的基本定律 。
三, 教参及教具
1,高家锐，动量、热量、质量传输原理，重庆大学出
版社,1987。
2,张先棹，冶金传输原理，冶金工业出版社,1988。
1,本课的重点是导热、对流、辐射三个基本概念。
第二章 热 量 传 输
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热量传输简称传热，它是极为普遍而又重
要的物理现象。冶金生产过程无论是否伴随
化学反应或物态转变，热量传输往往对该过
程起限制作用。
第二章 热 量 传 输
传热的动力：温差
本章研究传热的内容：
1.传热方式
2.特定条件下传热速率
提高传热速率 —— 提高生产率
降低传热速率 —— 提高热效率（节能）
4
§ 2.1 基本概念及基本定律
2.1.1 基本概念
导热
对流
辐射
1,传热方式
第二章 热 量 传 输
5
(1) 传导传热（导热）
① 定义：在一个连续介质内若有温差存在，或者
两温度不同的物体直接接触时，在物体
内没有可见的宏观物质流动时所发生的
传热现象叫导热。
②条件：温差、无物质宏观运动。
③取决于：物质本身的物性。
第二章 热 量 传 输
6
（ 2） 对流传热（对流）
① 定义：有流体存在, 并有流体宏观运动情况
下所发生的传热叫对流 。
② 条件：温差, 有物质宏观运动 。
③ 取决于：物质本身的物性, 流动状态 。
第二章 热 量 传 输
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（ 3）辐射传热（辐射）
① 定义：物体因受热发出热辐射能, 高温
物体失去热量而低温物体得到热
量, 这种传热方式叫辐射传热 。
② 条件：温差, 发射电磁波 。
③ 取决于：两物体空间位置 （ 角度系
数 ）, 表面特性 （ 黑度 ） 。
第二章 热 量 传 输
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2,传热基本方程
（ 1） 热流量 Q：单位时间传递的热量。
（ 2） 热通量（热流密度） q：单位时间通过单位面积传
递的热量。
（ 3） 传热方程：
Q=K ·?t ·A ·? J
Q=K ·?t ·A W
q= K ·?t W/m2
第二章 热 量 传 输
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（ 4） 传热系数 K,单位时间、单位面积、温差
为 1?C传递的热量，即单位传热量。
提高传热速率的措施,K?,R?
降低传热速率的措施,K?,R?
第二章 热 量 传 输
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（ 5）热阻 R：
Rf —— 传热面上的总热阻； R—— 单位传热面上的热
阻 。
（ 6） 单位换算
1kcal=4.187kJ 1kcal/h=1.163J/s=1.163 W
（ 7） 传热问题的电模拟法
R
Δt
q
第二章 热 量 传 输
fRt
KA
tQ /?=?=
1 RtK
tq /?=?=
1
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3.温度场、等温面及温度梯度
（ 1）温度场：温度按空间及时间的分布规律和变化规律就是温度场 。
a,数学表达式：
t=f(x,y,z,?)
b,分类,
稳定温度场：不随时间而变化的温度场。 t=f(x,y,z)
特点,?t/??=0，为稳定传热
不稳定温度场,?t/???0，为不稳定传热。
第二章 热 量 传 输
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第二章 热 量 传 输
13
空间（一、二、三维温度场）
（ 2） 等温面
（ 3） 等温线
（ 4） 温度梯度,
dx
dt
第二章 热 量 传 输
14
2.1.2 基本定律
1,傅立叶导热定律
（ 1） 稳定温度场的建立
?1 ~?3为不稳定导热,??为稳定导热时期。
第二章 热 量 传 输
15
（ 2） 傅立叶导热定律
?—— 导热系数。
第二章 热 量 传 输
dx
dtq ??=
A
dx
dtQ ???=
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（ 3） 导热系数 ?
1） 单位,w/m?c
2） 物理意义：物体的导热能力,???q??导热能力 ?
3）影响因素：
a.物质种类,?气, 0.006~0.6 w/m?c
?液, 0.07~0.7w/m?c
?金属, 2.2~420w/m?c；其中纯银最高，铜、
金、铝次之。
?工程材料, 0.025~3w/m?c
b.物理状态：温度、压力、密度、湿度等，其中温度是
最重要的因素。
第二章 热 量 传 输
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第二章 热 量 传 输
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对于工程材料：
?=?0（ 1+bt）
?=?0+at
（ 4） 导温系数 a
（热量梯度）
即单位时间, 单位面积的热流量与热量梯度成正比 。
a=?/c 〃 ?—— 导温系数。
第二章 热 量 传 输
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)tc(a
n
)tc(
c
1
n
tq
?
??????=
?
?????
????=?
???=
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1） 单位,a=?/(c ·?) m2/s
2） 物理意义：热量传输能力
a=?/(c ·?)=导热能力 /吸热能力
a?,??,c ·??,热量传递快, 温度传递快 。
a?,? ?,c ·??，热量传递慢，温度传递慢。
第二章 热 量 传 输
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作业：
P206 2
第二章 热 量 传 输
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