化工原理--傳熱-熱傳導(dǎo)

1、來自 www. 中國最大的資料庫下載第第第第第第四四四四四四章章章章章章 傳熱傳熱傳熱傳熱傳熱傳熱一、基本概念和傅立葉定一、基本概念和傅立葉定 律律二、導(dǎo)熱系數(shù)二、導(dǎo)熱系數(shù)三、平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)三、平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)四、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)四、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)第第第第第第二二二二二二節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié) 熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)來自 www. 中國最大的資料庫下載一、基本概念和傅立葉定律一、基本概念和傅立葉定律一、基本概念和傅立葉定律一、基本概念和傅立葉定律一、基本概念和傅立葉定律一、基本概念和傅立葉定律 1、溫度場和等溫面、溫度場和等溫面 溫度場溫度場 物體或系統(tǒng)內(nèi)部的各點溫度分布的總和 溫

2、度場的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ),(zyxft 穩(wěn)定溫度場 不穩(wěn)定溫度場 溫度場中各點的溫度隨時間而改變 溫度場中各點的溫度不隨時間而改變 ),(zyxft 等溫面等溫面： 溫度場中溫度相同的點組成的面 來自 www. 中國最大的資料庫下載2、溫度梯度、溫度梯度 溫度梯度溫度梯度 ：等溫面法線方向上的溫度變化率，用gradt表示 。 ntntgradtn0lim溫度梯度是向量，正方向指向溫度增加的方向。對于一維穩(wěn)定的溫度場，溫度梯度可表示為 ：dxdtgradt 3、付立葉定律、付立葉定律 ntdAdQ來自 www. 中國最大的資料庫下載比例系數(shù)，稱為導(dǎo)熱系數(shù)。w/mk負(fù)號表示熱流方向與溫度梯度方向相反

3、。 ntdAdQ付立葉定律付立葉定律 nt /來自 www. 中國最大的資料庫下載二、導(dǎo)熱系數(shù)二、導(dǎo)熱系數(shù)二、導(dǎo)熱系數(shù)二、導(dǎo)熱系數(shù)二、導(dǎo)熱系數(shù)二、導(dǎo)熱系數(shù) 1、導(dǎo)熱系數(shù)的定義、導(dǎo)熱系數(shù)的定義 ntdAdQ 在數(shù)值上等于單位溫度梯度下的熱通量 ， 是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一 。 一般，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)最大，非金屬的固體次之，液體的較小，氣體的最小。 來自 www. 中國最大的資料庫下載2、固體的導(dǎo)熱系數(shù)、固體的導(dǎo)熱系數(shù) 純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)一般隨溫度的升高而降低，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)大都隨純度的增加而增大。非金屬的建筑材料或絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨密度增加而增大，也隨溫度升高而增大。kt103、液體的導(dǎo)熱系數(shù)、液體的

4、導(dǎo)熱系數(shù) 在非金屬液體中，水的導(dǎo)熱系數(shù)最大。除水和甘油外，絕大多數(shù)液體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而略有減小，來自 www. 中國最大的資料庫下載純液體的導(dǎo)熱系數(shù)比溶液的導(dǎo)熱系數(shù)大。3、氣體的導(dǎo)熱系數(shù)、氣體的導(dǎo)熱系數(shù) 氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很小，不利于導(dǎo)熱，但有利于保溫。氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而加大 。在相當(dāng)大的壓強范圍內(nèi)，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨壓強變化極小 注意：注意：在傳熱過程中，物質(zhì)內(nèi)不同位置的溫度可能不相同，因而導(dǎo)熱系數(shù)也不同，在工程計算中常取導(dǎo)熱系數(shù)的算術(shù)平均值。來自 www. 中國最大的資料庫下載三、通過平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)三、通過平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)三、通過平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)三、通過平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)三、通過

5、平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)三、通過平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo) 1、單層平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)、單層平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo) dxdtdAQ邊界條件為：x=0時，t=t1 x=b時，t=t2 bttAQ21來自 www. 中國最大的資料庫下載AbttQ21RtAQq btrt R導(dǎo)熱熱阻，K/W ； r單位面積的導(dǎo)熱熱阻 。傳導(dǎo)距離傳導(dǎo)距離b越大，傳熱面積和導(dǎo)熱系數(shù)越小，傳導(dǎo)熱阻越大越大，傳熱面積和導(dǎo)熱系數(shù)越小，傳導(dǎo)熱阻越大來自 www. 中國最大的資料庫下載2、多層平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)、多層平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo) 1211bttAQAbt11111Rt2322bttAAbt22222Rt3433bttAAbt33333Rt來自 www.

6、 中國最大的資料庫下載11QRt ,22QRt 33QRt 321321RRRtttQAbAbAbtt33221141推廣到n層平壁有：niiinniinAbttRttQ111111 多層平壁導(dǎo)熱是一種串聯(lián)的導(dǎo)熱過程，串聯(lián)導(dǎo)熱過程的推動力為各分過程溫度差之和，即總溫度差，總熱阻為各分過程熱阻之和，也就是串聯(lián)電阻疊加原則。 來自 www. 中國最大的資料庫下載3、接觸熱阻、接觸熱阻 若以r0表示單位傳熱面的接觸熱阻，通過兩層平壁的熱通量變?yōu)?： 2201131brbttq接觸熱阻與接觸面的材料，表面粗糙度及接觸面上壓強等因素有關(guān)。 來自 www. 中國最大的資料庫下載四、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)四、圓

7、筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)四、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)四、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)四、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)四、圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)1、單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)、單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)仿照平壁熱傳導(dǎo)公式，通過該圓筒壁的導(dǎo)熱速率可以表示為： drdtAQdrdttl2來自 www. 中國最大的資料庫下載分離變量積分： 1221ln2rrttlQlrrtt2ln1221Rtt21lrrR2ln12圓筒壁的導(dǎo)熱熱阻 這個式子也可以寫成與平壁傳導(dǎo)速率方程類似的形式 12122112ln2rrrrttrrlQ1212lnrrrrrm12rrb來自 www. 中國最大的資料庫下載bttlrm212bttAm21mAbtt21m;,12圓筒壁的厚度其中：rrb圓筒壁的對數(shù)平均半徑1212lnrrrrrm12121212ln22ln22AAAAlrlrrrlrAmm圓筒壁的內(nèi)外表面的對數(shù)平均面積，m2 當(dāng)r2/r12時可用算術(shù)平均值代替對數(shù)平均值 來自 www. 中國