情境五第八小組

鍋爐爐墻的隔熱防護

第八組組長:陳進組員：祝波輝易敏劉威

小組分工PPT講解：祝波輝PPT制作：陳進祝波輝資料收集：易敏

PPT檢查：劉威

學(xué)習(xí)概況

一、導(dǎo)熱的基本概念、定律二、導(dǎo)熱系數(shù)及隔熱保溫材料相關(guān)知識三、平壁、圓筒壁、球壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱四、熱輻射有關(guān)概念及定律五、實驗：粒狀材料熱導(dǎo)率的測定

一、導(dǎo)熱的基本概念、定律

1、導(dǎo)熱概念：熱量從物體中從溫度較高部分傳遞到溫度較低部分，或者從高溫物體傳遞到與之接觸的低溫物體現(xiàn)象。導(dǎo)熱的特點：1、必須有溫差2、物體直接接觸3、不發(fā)生宏觀位移4、僅依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運動而產(chǎn)生熱量傳遞應(yīng)用：鍋爐墻采用保溫絕熱磚汽輪機采用內(nèi)外壁設(shè)計等

2、溫度場溫度場概念：某一時刻物體內(nèi)各點溫度分布稱

分類:非穩(wěn)態(tài)溫度場和穩(wěn)態(tài)溫度場溫度場中同一瞬間溫度相同的各點連成的面或線稱為等溫面或等溫線。溫度梯度：等溫面法線方向溫度增量與法線距離比值的極限。溫度梯度是向量，正方向由低溫指向高溫，與熱量傳遞的方向相反。

3、傅里葉定律——導(dǎo)熱基本定律

在導(dǎo)熱現(xiàn)象中，導(dǎo)熱熱流密度的大小正比于該點溫度梯度的絕對值，熱流密度的方向與溫度梯度的方向相反。Φ——熱流量，Wλ——熱導(dǎo)率，W/(M.K)A——導(dǎo)熱面積，m^2——溫度梯度，k/m—表示傳熱方向與溫度梯度方向相反對于一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，傅里葉定律可簡化為二、導(dǎo)熱系數(shù)及隔熱保溫材料相關(guān)知識1、導(dǎo)熱系數(shù)概念：導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K，°C）,在1秒內(nèi)，通過1平方米面積傳遞的熱量，用k表示，單位為瓦/（米·度），w/（m·k）（W/m·K,此處的K可用℃代替）。2、導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素1、溫度2、含濕率3、容重（單位容積內(nèi)物體的重量)4、松散材料的粒度5、熱流方向6、填充氣體的影響7、比熱容3、隔熱保溫材料相關(guān)知識習(xí)慣上將熱導(dǎo)率較小的非金屬固體稱為保溫絕熱材料。工程上使用的保溫絕熱材料主要有四類1、硬質(zhì)材料，如硅酸鈣制品2、礦纖材料制品，包括（礦纖硬質(zhì)材料和礦纖軟質(zhì)材料）3、松散材料，膨脹珍珠巖硅酸鋁棉4、新開發(fā)材料，輕質(zhì)鋁鎂輻射絕熱材料和噴涂保溫材料等我國國家標準規(guī)定，載體平均溫度在450~600C時熱導(dǎo)率不大于0.1w/（m.k)的材料，以及載體平均溫度低于450C時熱導(dǎo)率小于0.09w/（m.k)的材料稱為絕熱材料或保溫材料4、導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值范圍熱導(dǎo)率表征物體導(dǎo)熱能力的大小，其值越大，表示物體的導(dǎo)熱能力越強影響因素：1、主要取決于物質(zhì)種類、物態(tài)以及溫度、濕度、密度等2、不同物質(zhì)其熱導(dǎo)率差別很大3、同一種物質(zhì)，溫度、濕度、密度對其影響大

熱導(dǎo)率數(shù)值范圍：氣體導(dǎo)熱率在0.006~0.6w/（m.k）

常溫下空氣的熱導(dǎo)率約為0.026w/（m.k）液體導(dǎo)熱率在0.07~0.7w/（m.k）之間水的熱導(dǎo)率最大油較小金屬熱導(dǎo)率在36.4~45.82w/（m.k）范圍內(nèi)

電力行業(yè)保溫材料的選擇原則基本如下;1、介質(zhì)溫度在350~600C的設(shè)備和管道選用硅酸鈣制品、硅酸鋁復(fù)合保溫材料2、介質(zhì)溫度低于350C時的設(shè)備和管道選用巖、礦棉等3、閥門、彎頭等異形件選用輕質(zhì)保溫材料或保溫涂料保溫。4、外徑小于38mm的管道選用普通硅酸鋁纖維繩保溫5、潮濕環(huán)境中的低溫設(shè)備和管道選用憎水保溫材料保溫常用：巖棉泡沫石棉耐火材料聚氨酯泡沫三、平壁、圓筒壁、球壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

平壁是指長度、寬度比厚度大得多的平壁稱為無限大壁?；痣姀S中鍋爐爐墻、汽輪機汽缸壁等設(shè)備在運行時的導(dǎo)熱都可以看做平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。單層平壁熱流密度：單層平壁熱流量：⑴平壁導(dǎo)熱因素：①厚度②熱導(dǎo)力③平壁兩側(cè)溫差⑵R=δ/λ為熱阻在平壁導(dǎo)熱中：熱阻增大，溫度變小熱阻降低，溫度變大多層平壁的熱流密度：三層平壁的總熱阻等于各層導(dǎo)熱熱阻之和，即所謂的串聯(lián)熱阻疊加原則

四、熱輻射有關(guān)概念及定律

輻射：物體通過電磁波傳遞能量的方式輻射能：電磁波所載運的能量，即物體向外輻射的能量熱輻射：物體由于自身溫度或熱運動的原因所產(chǎn)生的輻射作用：物體吸收輻射能后將其轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)能而產(chǎn)生熱效應(yīng)熱輻射波長理論上是0到無窮實際上波長大致在0.1~100um物體之間通過相互輻射和吸收進行能量交換的現(xiàn)象稱為輻射換熱能量形式的轉(zhuǎn)換熱能——電磁波——熱能熱輻射特點：1、物體固有屬性只要在溫度范圍內(nèi)任何物體只要溫度T>0K就會對外熱輻射。2、可在真空中傳播，伴隨能量形式轉(zhuǎn)換3、熱輻射具有能量的傳遞與能量形式的轉(zhuǎn)換4、物體的輻射能力與T的四次方成正比熱輻射的基本定律普朗克定律：玻爾茲曼定律：反映黑體輻射能力基爾霍夫定律：1、輻射力達的物體，其吸收比就越大，即善于輻射的物體必善于吸收2、因為實際物體的吸收比小于1，所以同溫度下的黑體的輻射力最大3、在熱平衡下，任意物體對黑體輻射的吸收比等于同溫度下該物體的黑度五、實驗：粒狀材料熱導(dǎo)率的測定

一、目的與要求

1.在穩(wěn)定狀態(tài)下，利用圓球法測定粒狀材料的熱導(dǎo)率。2.掌握實驗基本原理、實驗裝置結(jié)構(gòu)，學(xué)會使用實驗儀器與設(shè)備。3.對數(shù)據(jù)進行處理和誤差分析。二、實驗原理實驗時將粉末或散裝試驗材料均勻地填滿在圓球?qū)醿x的大球和小球之間。小球內(nèi)芯裝有電加熱器，電加熱器放出的熱量傳給小球，然后通過試驗材料傳向大球，再由大球傳給空氣。實驗中可保證大