文档介绍：传热及传热设备第三章2019/11/182总述传热,即热量传递,有温度差存在的地方,就必然有热量传递,传热的基本方式有三种:热传导、对流传热和辐射传热。热传导简称导热,是指物质各部分之间没有相对位移,由于直接接触而发生能量传递的现象,导热在固体、液体和气体中均可进行。热传导是介质内无宏观运动时的传热现象,其在固体、液体和气体中均可发生,只有在固体中才是纯粹的热传导,在流体中对流与热传导同时发生。2019/11/183主要内容§3-1热传导§3-2对流传热§3-3传热过程计算§3-4辐射传热§3-5换热器2019/11/184§3-1热传导一、基本概念和傅立叶定律(一)温度场和温度梯度(二)傅立叶定律 二、导热系数三、平壁的热传导(一)单层平壁热传导(二)多层平壁的热传导四、圆筒壁的热传导(一)单层圆筒壁的热传导(二)多层圆筒壁的热传导2019/11/185一、基本概念和傅立叶定律(一)。温度场的数学表达式为t=f(x,y,z,θ)(2-1)定态温度场的数学表达式为t=f(x,y,z)(2-2)温度场为定态的一维温度场表达式为t=f(x)(2-3)2019/11/。温度不同的等温面彼此不相交。等温面上无热量传递。沿和等温面相交的任何方向,有热量传递。-1等温线和温度梯度将温度为(t+Δt)与两相邻等温面t的温度差Δt,与两相邻等温面间垂直距离Δn之比的极限称为温度梯度。对定态的一维温度场,温度梯度可表示为(2-5)2019/11/187一、基本概念和傅立叶定律(二)傅立叶定律对于一维定态导热,其导热速率与温度梯度以及垂直于热流方向的截面积dS成正比,数学表达式为(2-6)式中Q———热传导速率,即单位时间传导的热,其方向与温度梯度的方向相反,W;S———与热传导方向垂直的传热面(等温面)面积,m2;λ———物质的导热系数,(W/m.℃);负号表示导热的方向与温度梯度的方向相反,即热量朝着温度下降的方向传递。傅立叶定律2019/11/188二、导热系数式2-6可改写为(2-7)(导热系数的定义式)导热系数的物理意义是在数值上等于单位温度梯度下的热通量(单位导热面积、单位温度梯度、单位时间内传导的热量)。各种物质的导热系数通常用实验方法测定。(W/m.℃)的材料,称为隔热保温材料。2019/11/,其λ值与温度近似呈线性关系λ=λ0(1+a’t)(2-7a)。缺乏实验数据时,可按纯液体的λ值进行估算。有机化合物水溶液的导热系数估算式为λm=∑αiλi(2-7b)λm=∑αiλi(2-7c)(2-7d)2019/11/1810三、平壁的热传导(一)单层平壁热传导单层平壁的热传导如图2-2所示。假设材料均匀,导热系数不随温度变化平壁内的温度仅沿垂直与平壁的方向变化平壁面积与平壁厚度相比很大图2-2单层平壁的热传导由(2-6)式简化为(2-8)当x=0时,t=t1;当x=b,t=t2,且(t1>t2)(2-9)