如何理解工程流體力學，工程熱力學，傳熱學的關係?

02-27

rt如何理解工程流體力學，工程熱力學，傳熱學這三門熱能與動力工程專業三大基礎課之間的關係

工程熱力學，研究的對象在於能量的轉換和能量流動的方向趨勢。考察的是狀態，處理的問題是近似穩態。不能處理非穩態問題。

傳熱學，關注的是非穩態過程中的能量分布和傳遞當然也可以解決穩態的能量傳遞。

工程流體力學關注的是流體運動性質，能量守恆條件和功能轉換下流體的運動特性。

其實這三門課的名字起得就非常好：

熱力學：建立熱和力的關係

流體力學：建立介質和力的關係

傳熱學：建立介質和熱的關係

世界上約90%的能量轉化需要經過「熱」這一環節，熱也是最為普遍的能量形式，熱科學就是研究：熱、介質、力之間的關係，就是這三大基礎課。

工程熱力學：這兩個狀態之間有什麼差距，比較兩個狀態（不管過程）

傳熱學：怎麼達到那兩個狀態呢？這兩個狀態之間傳了多少熱，多少質，怎麼傳的，導熱對流還是輻射？

工程流體力學：在兩個狀態的變化過程里，流體的流動狀態是怎樣的？層流紊流？流線是什麼樣子？

( p_q)如有不對，還請指正

先說流體力學和傳熱學的關係。兩者有重合，但研究的側重點並不同。

流體力學的研究對象是流體和流體中物體的力學特性。目的是得到流體在指定時刻或時均的物理狀態量，如速度，溫度，壓強和密度。有了這些物理量，可以進一步算出物體表面的阻力係數和升力係數，這也是工程里最關心的。

傳熱學研究的是一定溫差下熱量傳遞的過程。有溫差就會有傳熱，傳熱可以發生在任何有溫差物體之間。傳熱主要有三種方式，固體內部是熱傳導，流體和固體之間稱為對流換熱，還有熱輻射。三種傳熱各有各自的規律，其中對流換熱和流體力學重合，因為NS方程組中已經包含了溫度項。對流換熱和流體力學都是解NS方程，解出來運動學量和熱力學量都可以算了。傳熱學中也有和速度邊界層類似的溫度邊界層。

傳熱學和熱力學的關係。兩者都是研究熱現象，但目的不一樣。熱力學只關心狀態，不關心時間；傳熱學關係量隨時間的變化趨勢。比如，一杯水從300K 降到200K，熱力學第一定律能告訴你這個過程中有多少能量傳遞出去，但是並沒有說這個過程用了多長時間，如何讓這個過程加速或減速等等，這個傳熱學研究的內容。最後，熱力學的中的定律也是傳熱學的基礎。

燒鍋爐專業的兄弟吧！前面幾位講的都不錯，課本上也能找到，咱再簡單點。

《工程熱力學》：講的就是熱的利用，主要就是熱能轉化為機械能

《工程流體力學》：熱利用，咱得要工質吧，工質是啥啊，就是流體，所以就要講一講流體的物理性質。

《傳熱學》：熱利用，溫度高啊，會向外界傳熱啊，怎麼避免，怎麼促進啊，這就要看看熱量傳遞的問題吧。

從熱學角度，工程角度看：

工程熱力學：什麼時候能傳熱，傳熱的方向

傳熱學：怎麼傳熱

工程流體力學：怎麼熱對流

作為一名油氣儲運工程的科班，西氣東輸以及油管輸送就這三門理論。

油氣輸送，流體力學不用說。

輸送過程中，需要升溫（大北方很冷，含蠟高凝固點原油是會凍住的），所以給管道加熱需要傳熱學和工程熱力學。

這個要從熱動專業的源頭說起，人類目前獲取電能的主要辦法是熱能轉化為機械能，然後發電獲取電能。這個過程涉及能量轉換和轉換效率的問題，工程熱力學解決的就是熱能怎樣轉化為機械能，以及轉化效率的問題。

工熱理論已經確定了一個固定循環的理論熱效率，接下來要解決的問題就是怎樣提高實際過程的熱效率，使之不斷逼近理論熱效率。

而熱能轉化為機械能就需要傳熱，傳熱學解決的就是怎樣提高傳熱效率，減少熱損失，而熱量傳遞的主要方式是導熱、對流和輻射，前兩個方式需要實際的熱量載體既流體，因此需要對流體的性質有深入的研究。然而在實際情況下，傳熱問題非常複雜，傳熱學要獲取溫度場，流體力學要獲得速度場，傳熱過程是溫度場與速度場的耦合。因此傳熱學和流體力學是要綜合在一起學習的。

學校裡面一般也是先學工熱，然後流體力學，隨流體力學一起學習傳熱學。

首先工程熱力學與工程流體力學都有工程兩字，都是實際應用的科學，傳熱學理論性較強，很多東西都需要假設，迭代。

流體力學分流體靜力學和動力學，主要討論流體的性質和特點，如伯努利定律、邊界層理論等等。

熱力學偏重於速度、熵、溫度等狀態量的研究，同時因其工程特點引入了很多經驗性的結論。

傳熱學重在熱量的傳遞，其核心在於三種基本傳熱方式，其他的理論都由此而起。

下面說關係。

從動靜方面來說，流體力學二者兼備，傳熱學偏「動」，熱力學偏「靜」。

從計算方面來說，流體力學和傳熱學極其相似，都是通過劃分格點，控制方程推導，邊界條件界定的方法。

從內容上看：傳熱學以熱力學中的熱一熱二定律為基礎；傳熱學通過流體力學中的控制方程和邊界層理論進行分析解的求解……

從專業方面來講，這三者都不可或缺，因為專業需要我們了解流體在不同狀況下的性質，流體流動過程中的狀態以及它與周圍環境間能量的交換。

大概說了下能想到，不足之處歡迎添加和指正。

今天剛看完公開課，可以答。

工程熱力學：

1. 研究熱能的性質、與其他形勢能量的轉換；

2. 平衡態或無限緩慢過程（准靜態）；

3. 可逆過程。

傳熱學：

1. 熱量傳遞的機理、規律、計算和測量方法；

2. 研究過程和非平衡態；

3. 不可逆。

上述兩者研究物體與冷熱有關的性質。

工程流體力學：研究流體的運動特性，與冷熱性質剪不斷、理還亂。