高等传热学 绪论 传热学发展概论（简介) 传热过程在自然界、工业生产、人类生活中是普遍存在 的现象。前人很早就开始研究传热规律。下面介绍一下在传 热理论方面有重大成果的人物一传热学的奠基人。 热传递按其机理的不同，可分为导热、对流和辐射三种 基本方式。 导热方面：傅里叶(Fourier)1822年提出了热传导的基 本规律，奠定了导热计算的基础。 g=-元 =-Agradt On
高等传热学 辐射传热方面： 斯蒂芬一波尔兹曼(Stefen一Boltzman)定律。 1879年Stefen由实验确定黑体辐射的基本定律： ”一斯蒂芬一波尔兹曼常数 1884年Boltzman用热力学方法从理论上证明了这条定律。 后来的斯蒂芬一波尔兹曼定律奠定了辐射换热的计算基础。 基尔霍夫(Kirchhoff)1860年指出任何物体的辐射率 在热平衡条件下等于该物体对黑体辐射的吸收率。从物理性 质上决定了辐射能力强的物体吸收能力也强
高等传热学 在实际应用中引入了灰体的概念。灰体意即对于各 种波长的投射辐射吸收率都相同。这样对于灰体来说不管 其是否接收黑体的辐射，也不管是否处于热平衡状态，始 终有ε=心存在。这样灰体的吸收率与黑度一样不受外界 的影响，是物体本身的性质。从而决定了物体的吸收特性 问题，使计算简单方便。 普朗克(Plank)定律：1900年，Plank创立了量子 学说，并推出了黑体单色辐射能力与波长和温度的关系式。 e7r-1 使我们较深入地认识了辐射规律，并为单色辐射提供 了计算公式
高等传热学 对流换热方面： 牛顿(Newton).1701年首先提出了对流传热的冷却定 律：q=h(tw-tf) 这是我们现在仍在用的对流换热公 式。由于h只能由实验来决定，没有解决根本性问题。 雷诺（Reynold)1883年在研究流体流动现象中， 提出相似理论，并用来解决流体力学问题。但由于对 流换热与流体的流动有直接关系，所以对对流换热也 同样有重要的意义。 努塞尔特(Nusse|t)1906年把雷诺相似理论应 用在对流传热的问题上，提出对流换热的相似准则Nu, 和对流换热的准则方程式。这就使得一个实验结果推 广到相似问题上，而且可用模型代替实物进行实验
高等传热学 普朗特(Prandtl)1904年通过实验观察，提 出了边界层概念，边界层微分方程式，解析求解 成为可能，为从理论上计算对流传热开辟了道路。 施密特(Schmidt)把相似理论应用到传质 上，并把传热与传质联系起来，传热和传质是类 似的，这样可以用传热计算方法计算传质问题， 反之亦然。 以上这些人物都在传热理论上作出了重大突 破和贡献，使传热学有了很大的进展。以上研究 成果是90-100年以前的事
高等传热学 传热学的发展史： 20世纪30年代以来，传热学从物理学分离出成为一门独立的科学。 这70多年来，特别是近30年来，虽然传热学从理论上没有重大突破，但 由各行业新技术发展的需要，在应用领域、实验技术与计算上都有很大 的进展。如航天技术的发展、超低温工程等都要求用传热学来解决问题 实验方面 极端问题，如：微小尺度；高瞬态；全场可视化、定量化 数值计算方面： 电子计算机的出现，流体力学（湍流模型）和计算数学的发展，新的 计算方法的出现（如：有限元法、边界元法、有限差分法、分子动力学、 格子玻尔兹曼、光滑粒子动力学、蒙塔卡罗等)使传热学从实验性的科学 全面向理论、计算方面过渡。每年国际上都有近10000余篇的论文发表
高等传热学 传热学的应用范围及所需研究的问题 目前不仅仅是工业热设备的加热或冷却过程的基础，而且延伸到 工农业生产的各个领域，有许多强化、削弱、控制等问题需要研究。 例如： 工程方面：低温工程绝热的研究 航天技术的散热问题 绝热发动机的研究 高速切削下刀具的散热研究 大功率可控硅散热的研究 集成电路 多孔介质传热的研究（地下石油，许多情况，油在 沙隙中，属于多孔介质) 二相与多相流传热的问题 节能需要：小温差及高效换热器的研究 新型换热元件的研究
高等传热学 医学上：用红外线成相仪测出人体温度场，寻找癌（温度梯度大)， 人体血液循环与人体温度分布的关系。（癌部温度比正常人高 0.5度) 农业上：研究农作物对太阳能吸收反射规律，以便掌握作物生长规 律、土壤温度变化对作物生长的影响。地膜覆盖是保温、保湿， 使作物早期成长。 气象上：研究大气中的温度分布，以便准确的预报天气的变化。 环保科学：研究江、河、湖、海中排放物引起的温度变化，从而研 究对生态平衡的破坏。 目前传热学不仅是应用科学，而且成为基础科学。 传热学已从实验性的科学正在发展成理论性的科学； 从一门应用性科学发展成为基础性科学