文档介绍：传热傅里叶定律
第1页，共24页，编辑于2022年，星期二
1. 温度梯度
温度场：某一瞬间，空间(物体)所有各点温度分布。
t = f (x, y, z, τ)
温度，℃或K
时间, s
传导传热
0
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1). 固体的导热系数
所有固体中，金属
是最好的导热体
纯度
l纯金属
温度
> 合金
纯金属
密度
l非金属
温度
对大多数固体，λ值与温度大致成线性关系
自由电子热运动时做杂乱无章地运动。在很低的
温度下金属热阻很小，温度越高，热阻越大。
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2). 液体的导热系数
液体可分为金属液体和非金属液体
l液态金属
> l一般液体
在非金属液体中，
水的导热系数最大
> l溶液
纯液体
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3). 气体的导热系数 (~ K)
气体的导热系数低，适用于保温隔热。
气体的导热系数，随温度升高而增大。
在相当大的压强范围内，气体的导热系数随压强的变化甚微，可以忽略不计。只有在过高或过低的压强(>2105kPa或<3kPa)下，才考虑压强的影响，此时随压强增高导热系数增大。
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傅立叶定律
平壁热传导
圆筒壁热传导
多层
单层
多层
单层
L
= -l
Φ
A
d t
dδ
二. 传导传热计算
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1. 单层平壁的热传导
δ
Φ
t1
t2
t1
t2
t
δ
0 δ
一维稳态热传导
数学模型的三个假设:
(1) 导热系数λ为定值
(2) 无限平壁：平壁面积与厚度之比很大，故从平壁边缘处的热损可以忽略。
(3) 稳态热传导：平壁的温度不随时间变化，仅沿垂直壁面的δ方向变化。
第12页，共24页，编辑于2022年，星期二
定态的一维平壁热传导，导热速率Φ和传热面积A都为常量
δ
t1
t2
Φ
当 x=0时，t = t1；
x= δ时，t = t2；且t1 > t2
t1
t2
t
δ
0 δ
=
Φ
A (t1 – t2)
l
δ
= -l
Φ
A
dt
dδ
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=
Φ
A(t1 – t2)
δ
l
q =
Φ
A
=
(t1 – t2)
δ
l
传热强度
单层平壁的热传导公式
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每一层由不同种类材料构成，λ不同；各复合层传热面积相同
2. 多层平壁的热传导
多层平面壁的热传导
t1
t2
t3
t4
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对第一层： Φ1 =
A1(t1–t2)
Δt1 = t1–t2 =
对第二层： Φ2=
A2(t2–t3)
Δt2 = t2–t3 =
对第三层： Φ3=
A3(t3–t4)
Δt3 = t3–t4 =
因Φ1 = Φ2 = Φ3 = Φ，A1 = A2 = A3 = A
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t1–t4 = Δt =
多层平壁的热传导公式
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圆筒壁传导传热时传热面积 A = 2πrl

傅立叶定律写为：
3. 单层圆筒壁的热传导
Φ = –λ2πrl
积分：
Φ =
单层圆筒壁传
导传热公式：
L
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因圆筒壁厚度δ = r2 – r1

上式可写成：
Φ =
其中 rm = (r2 - r1)/ ln
半径的对数平均值
当r2/rl < 2时，用算术平均值 rm = (r1+r2)/2
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4. 多层圆筒壁的热传导
Φ =
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对比第一章流动边界层概念，边界层存在速度梯度
对流传热
间
壁
热流体
冷流体
对流
对流
导热
一. 对流传热机理
热量从流体的主
体传递给