文档介绍：第四章传热
一、基本概念和傅立叶定
律
二、导热系数
三、平壁的稳定热传导
四、圆筒壁的稳定热传导
第二节热传导
一、基本概念和傅立叶定律
1、温度场和等温面
温度场
物体或系统内部的各点温度分布的总和
温度场的数学表达式为
稳定温度场
不稳定温度场
温度场中各点的温度随时间而改变
温度场中各点的温度不随时间而改变
等温面:
温度场中温度相同的点组成的面
2、温度梯度
温度梯度:
等温面法线方向上的温度变化率,用gradt表示。
温度梯度是向量,正方向指向温度增加的方向。
对于一维稳定的温度场,温度梯度可表示为:
3、付立叶定律
λ——比例系数,
称为导热系数。w/m·k
负号表示热流方向与
温度梯度方向相反。
——付立叶定律
二、导热系数
1、导热系数的定义
在数值上等于单位温度梯度下的热通量,
是物质的物理性质之一。
一般,金属的导热系数最大,非金属的固体次之,液体的较小,气体的最小。
2、固体的导热系数
纯金属的导热系数一般随温度的升高而降低,
金属的导热系数大都随纯度的增加而增大。
非金属的建筑材料或绝热材料的导热系数随密度增加而增大,也随温度升高而增大。
3、液体的导热系数
在非金属液体中,水的导热系数最大。除水和甘油外,
绝大多数液体的导热系数随温度的升高而略有减小,
纯液体的导热系数比溶液的导热系数大。
3、气体的导热系数
气体的导热系数很小,不利于导热,但有利于保温。
气体的导热系数随温度升高而加大。
在相当大的压强范围内,气体的导热系数随压强变化极小
注意:在传热过程中,物质内不同位置的温度可能不相同,因而导热系数也不同,在工程计算中常取导热系数的算术平均值。
三、通过平壁的稳定热传导
1、单层平壁的稳定热传导
边界条件为:
x=0时,t=t1
x=b时,t=t2
R——导热热阻,K/W ;
r——单位面积的导热热阻。
传导距离b越大,传热面积和导热系数越小,传导热阻越大
2、多层平壁的稳定热传导