傳熱學(xué)（第六版）2第二章

PAGEPAGE14ht02.doc第二章第二章穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中，物體的溫度不隨時間發(fā)生變化，即。這時，若物體的熱物性為常數(shù)，導(dǎo)熱微分方程式具有下列形式（2-1）在沒有內(nèi)熱源的情況下，上式簡化為（2-2）第一節(jié)通過平壁的導(dǎo)熱一、第一類邊界條件圖2-1單層平壁的導(dǎo)熱（2-3）=（2-4）（2-5）（2-6）（2-7）W/m（2-8）若在無限大平壁兩側(cè)溫度和范圍內(nèi)，熱導(dǎo)率隨溫度發(fā)生變化，即式（1-15），。平壁厚度仍為，平壁兩側(cè)表面處邊界條件亦與上述的相同。這時，平壁內(nèi)的溫度分布和通過平壁的導(dǎo)熱量，應(yīng)求解下列導(dǎo)熱微分方程式得到，（4）（5）（6）將和代入式（6）并消去等號兩側(cè)的，得到溫度分布（7）上式亦可以改寫（2-9）圖2-2導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化時平壁內(nèi)的溫度分布通過平壁的導(dǎo)熱熱流密度為參看式（5），得利用緒論中所述的熱阻概念，式（2-8）可以改寫成類似于電學(xué)中歐姆定律的形式W/m（2-10）式中，就是單位面積平壁的導(dǎo)熱熱阻，圖2-1示出了單層平壁導(dǎo)熱過程的模擬電路圖。圖2-3多層平壁的導(dǎo)熱W/m（8），式中是第層平壁單位面積導(dǎo)熱熱阻。由式（8）可得（9）將式（9）中各式相加并整理，得（2-11）式中是三層平壁單位面積的總熱阻。（2-12）（2-13）二、第三類邊界條件圖2-4單層平壁的傳熱=－)（1）（2）（3）=（4）=（2-14）（2-15）第二節(jié)通過復(fù)合平壁的導(dǎo)熱圖2-5復(fù)合平壁示例圖2-6復(fù)合平壁的導(dǎo)熱（2-17）復(fù)合平壁的總導(dǎo)熱熱阻第三節(jié)具有內(nèi)熱源的平壁導(dǎo)熱圖2-8具有內(nèi)熱源的平壁導(dǎo)熱對式(1)積分兩次,可得下列溫度分布,==第四節(jié)通過圓筒壁的導(dǎo)熱第一類邊界條件圖圖2-9單層圓筒壁的導(dǎo)熱（2-21）圓筒壁內(nèi)、外表面都給出第一類邊界條件，即已知（2-22）（2-23）或采用直徑寫作（2-24）W（7）或?qū)懽鳎?-25）將式（2-22）改寫為歐姆定律的形式，可得（2-26）為了工程上計算方便起見，按單位管長來計算熱流量，記為（2-27）圖2－10多層圓筒壁的導(dǎo)熱同理，對于n層圓筒壁（2-28）第三類邊界條件圖2-11單層圓筒壁的傳熱=（1）=)（2）（3）｜=（4）｜=（2-29）類似于通過平壁的傳熱過程一樣，單位管長的熱流量亦可以用傳熱系數(shù)來表示，（2-30）（2-31）（2-32）三、臨界熱絕緣直徑圖圖2-12臨界熱絕緣直徑（2-33）（2-34）第五節(jié)通過肋壁的導(dǎo)熱（a）直肋（b）環(huán)肋圖2-13肋壁示例圖2-14等截面直肋的導(dǎo)熱一、等截面直肋的導(dǎo)熱(1)（2）（3）式中，單位是1/m。在處的邊界條件是給定肋基的溫度，即，（4），（5）（6）（7）式中常數(shù)和可以根據(jù)邊界條件確定，即將=0℃｜｜=式中是雙曲線正切函數(shù)，它的數(shù)值可從附錄13中查得。于是｜=二、肋片效率（2-38）（2-39）圖2-16雙曲線函數(shù)的數(shù)值圖2-17等截面直肋的肋片效率肋片效率圖圖2-18等厚度環(huán)肋的肋片效率第六節(jié)通過接觸面的導(dǎo)熱圖2-19接觸熱阻第七節(jié)二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題(2-40)（1）（2）幾種導(dǎo)熱過程的形狀因子