《傅立叶定律》PPT课件.ppt
2023/7/10,第6章 传热,1,第2讲：6.2 热传导6.2.1 傅立叶定律和导热系数;6.2.2 通过单层平壁和多层平壁的定态导热过程计算6.2.3 通过单层圆筒壁的定态导热过程计算。通过多层圆筒壁的定态导热过程计算。,第2章 传热（12学时）,2023/7/10,第6章 传热,2,材料的导热系数,2023/7/10,第6章 传热,3,1、导热系数是物性参数，与材料种类以及温度T有关。只有压力很高或很低时，气体的导热系数才随压力的增加而增大。导热系数越大，导热性能越好。,绝热材料多制成多孔状，以减小导热系数。,2、纯金属 合金 建筑材料液体 绝热材料气体。,材料的导热系数,2023/7/10,第6章 传热,4,1、单层平壁,2023/7/10,第6章 传热,5,2、多层平壁,若高温侧温度t1保持不变，使用几种保温材料，将导热系数最小的保温材料紧贴高温侧使用，使得外壁温度t2可以降低得更多（这正是保温产生的效果），散热速率可以达到最小。,各层温度差与其单位面积上热阻的关系：由式分析可知,层内热阻大，层内温差大；层内热阻小，层内温差小。此情况下，温度差是热阻的反映。在式中，t1-t4是传热的推动力。,2023/7/10,第6章 传热,6,圆筒壁一维：径向(radial)半径增大，圆筒面增大。Q(J/s)与时间、与半径无关，q(q=Q/A)与半径有关。,一维稳定的温度场,3、单层圆筒壁热传导,2023/7/10,第6章 传热,7,单层圆筒壁的稳定热传导,2023/7/10,第6章 传热,8,或者,2023/7/10,第6章 传热,9,分析圆筒壁中的温度分布：,2023/7/10,第6章 传热,10,圆筒壁：,或者,式中的Am平壁：Am=A,公式汇总：,球壁：,2023/7/10,第6章 传热,11,多层平壁稳定热传导,公式汇总：,单层圆筒壁热传导,2023/7/10,第6章 传热,12,回顾单层圆筒壁热传导,6.2.4 多层圆筒壁的稳定热传导,2023/7/10,第6章 传热,13,t1-t4是传热过程的推动力，各层温度差是相应层内热阻的反映。,4、多层圆筒壁的稳定热传导,将值最小的材料靠近高温侧放置，Q/L会最小。,各层温度差是各层热阻大小的反映。,2023/7/10,第6章 传热,14,多层圆筒壁的稳定热传导,2023/7/10,第6章 传热,15,多层圆筒壁的稳定热传导,2023/7/10,第6章 传热,16,例:管路热损失的计算：为减少热损失，在外径为150mm的饱和蒸汽外覆盖厚度为100mm的保温层，保温材料的导热系数0.1030.000198t（式中t 为0C）。已知饱和蒸汽温度为1800C，并测得保温层中央厚度为50mm处的温度为1000C，试求：（1）由于热损失每米管长的蒸汽冷凝量为多少？（2）保温层的外测温度为多少？,2023/7/10,第6章 传热,17,2023/7/10,第6章 传热,18,考察单位管长上的传热量,2023/7/10,第6章 传热,19,2023/7/10,第6章 传热,20,例：用平板法测定材料的导热系数，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板之两侧均用热电偶测定其表面温度。将所测材料制成厚度为、直径为120mm的圆形平板。现测得电加热器的功率为40.0W，两侧面的温度分别为200oC和80oC。由于安装不当，待测材料的两边各有一层厚度为0.1mm的静止空气层，,不计热损失，求所测材料导热系数的近似值、准确值、相对误差。,解：（1）近似值,（2）准确值,（3）相对误差,2023/7/10,第6章 传热,21,例1：505的不锈钢管，其导热系数1=16w/(m.k)，外包30mm 厚的石棉，石棉的导热系数2=0.2w/(m.k)。若管内壁温度为 350oC，保温层外壁温度为 100oC，试计算每米管长的热损失。,解：,2023/7/10,第6章 传热,22,例2（接上题）：505的不锈钢管，其导热系数1=16w/(m.k)，外包30mm 厚的石棉，石棉的导热系数2=0.2w/(m.k)。若管内壁温度为 350oC，保温层外壁温度为 100oC。（已计算出单位管长的热损失为397w/m。）若在石棉层外再包一层厚 30mm，导热系数为=0.w/(m.k)的保温材料。已知环境温度tb=20oC。保温材料外与环境之间的对流给热系数在两种情况下相同。求：（）单位管长的热损失；（）保温层外壁温度t4。,2023/7/10,第6章 传热,23,解：,加保温材料之前,2023/7/10,第6章 传热,24,加保温材料之后,2023/7/10,第6章 传热,25,6.2 热传导完,2023/7/10,第6章 传热,26,6.3 对流给热6.3.1 对流给热过程分析;6.3.2 对流给热过程的数学描述;6.3.3 无相变的对流给热系数的经验关联式。,第6章 传热（12学时）,后续,
