任務(wù)二、熱傳導(dǎo)技術(shù)

復(fù)習(xí)回顧1、傳熱的基本方式熱傳導(dǎo)/熱對(duì)流/熱輻射傳熱方式熱傳導(dǎo)熱對(duì)流熱輻射含義特點(diǎn)由于物質(zhì)的分子、原子或電子的運(yùn)動(dòng)，使熱量從物體內(nèi)高溫處向低溫處的傳遞過(guò)程。不依靠宏觀混合運(yùn)動(dòng)；在氣體、液體、固體中都能發(fā)生；流體各部分間發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱傳遞，有強(qiáng)制對(duì)流和自然對(duì)流。僅發(fā)生在流體中；質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位移；物體受熱將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠芤噪姶挪ㄐ问较蛑車l(fā)射，當(dāng)遇到另一個(gè)能吸收輻射能的物體時(shí)，輻射能部分或全部被吸收又重新變?yōu)闊崮堋Ｎ矬w受熱而發(fā)出輻射能的過(guò)程稱為熱輻射熱輻射不需要任何介質(zhì)作媒介，可在真空中傳播。2、工業(yè)上常用的換熱方式4、間壁式傳熱主要以熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。5、熱輻射能在真空中進(jìn)行。間壁式換熱/直接混合換熱/蓄熱式換熱對(duì)對(duì)任務(wù)2、熱傳導(dǎo)技術(shù)案例1：假設(shè)硫化罐的平壁厚度為b=0.5m，一側(cè)為t1=300℃，另一側(cè)溫度為t2=30℃，已知平壁的平均熱導(dǎo)率為0.9W/(m℃)，試求：1、通過(guò)平壁的熱通量，W/m2？2、平壁內(nèi)距高溫側(cè)300mm處的溫度？3、200℃的等溫面距離內(nèi)壁高溫面多遠(yuǎn)？一、傅里葉定律傅里葉（1768—1830）生于法國(guó)歐塞爾，是裁縫的兒子，自幼因家口眾多，境況不佳，9歲父母雙亡，淪為孤兒，被當(dāng)?shù)亟烫檬震B(yǎng)。上式稱為Fourier定律，描述了導(dǎo)熱基本規(guī)律，奠定了導(dǎo)熱的理論基礎(chǔ)。tQ?t/?xΔxt+Δt溫度梯度：兩等溫面的溫度差Δt與其間的垂直距離Δx之比在Δx趨于零時(shí)的極限。溫度梯度是向量，方向垂直于等溫面，正方面是溫度增加的方向，與導(dǎo)熱方向剛好相反。等溫面5q：?jiǎn)挝幻娣e的傳熱速率，J/(s,m2)，W/m2。Q：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)傳熱面的熱量，J/s，W。傳熱速率熱通量S：垂直于導(dǎo)熱方向的截面積，m2導(dǎo)熱面積熱導(dǎo)率：導(dǎo)熱系數(shù)（熱導(dǎo)率），W/mK，是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)，反映物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小。6熱導(dǎo)率②是物質(zhì)的固有性質(zhì)，是分子微觀運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。①的物理意義：在單位溫度梯度（1K/m），單位時(shí)間（1s）通過(guò)單位導(dǎo)熱面積（1m2）的導(dǎo)熱面所傳導(dǎo)的熱量（J）。

③與物質(zhì)的種類、熱力學(xué)狀態(tài)（T、P）有關(guān)。金屬固體

>非金屬固體

>液體

>氣體

氣體熱導(dǎo)率最小,有利于保溫、絕熱。2、平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)（1）單層平壁穩(wěn)定熱傳導(dǎo)一高度和寬度均很大的平壁，厚度為b

，兩側(cè)表面溫度保持均勻恒定，分別為t1及t2，且t1>t2，若t1、t2不隨時(shí)間而變，壁內(nèi)的傳熱屬于沿厚度x方向的一維定態(tài)熱傳導(dǎo)過(guò)程。此時(shí)傅立葉定律可寫(xiě)成txxdxt1t2bQ積分上式一維穩(wěn)態(tài)平板內(nèi)導(dǎo)熱傳熱速率（單位時(shí)間通過(guò)面積A上的傳熱量）為：b↑或A↓或λ↓，R↑。導(dǎo)熱熱阻單位導(dǎo)熱熱阻案例練習(xí)一塊厚度b=50mm的平板，兩側(cè)表面分別維持在試求下列條件下的熱通量。材料為銅，λ1=375W/(m℃);材料為鋼，λ2=36.4W/(m℃);材料為鉻磚，λ3=2.32W/(m℃)；材料為硅藻土磚，λ4=0.242W/(m℃)。鉻磚：

硅藻土磚：討論：由計(jì)算可見(jiàn)，由于銅與硅藻土磚導(dǎo)熱系數(shù)的巨大差別，導(dǎo)致在相同的條件下通過(guò)銅板的導(dǎo)熱量比通過(guò)硅藻土磚的導(dǎo)熱量大三個(gè)數(shù)量級(jí)。因而，銅是熱的良導(dǎo)體，而硅藻土磚則起到一定的隔熱作用。銅：鋼：解：根據(jù)一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱公式有：任務(wù)2、熱傳導(dǎo)技術(shù)案例1：假設(shè)硫化罐的平壁厚度為b=0.5m，一側(cè)為t1=300℃，另一側(cè)溫度為t2=30℃，已知平壁的平均熱導(dǎo)率為0.9W/(m℃)，試求：1、通過(guò)平壁的熱通量，W/m2？2、平壁內(nèi)距高溫側(cè)300mm處的溫度？3、20