文档介绍：传热第二章
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导热理论基础
导热概念及傅里叶定律
导热系数
导热微分方程式
导热过程的单值性条件
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根据一维稳态平壁导热模型，可以采用平板法测量物质的导热系数。对于图所示的大平板的一维稳态导热，流过平板的热流量与平板两侧温度和平板厚度之间的关系为：
导热系数
只要任意知道三个就可以求出第四个。由此可以设计稳态法测
量导热系数实验。
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不同物质热导率的差异：构造差别、导热机理不同
1、气体的热导率
气体的导热：由于分子的热运动和相互碰撞时发生的能量传递
导热系数
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气体分子运动理论：常温常压下气体热导率可表示为：
除非压力很低或很高，×10-3MPa ~ ×103MPa范围内，气体的热导率基本不随压力变化
：气体分子运动的均方根速度
气体的温度升高时：气体分子运动速度和定容比热随T升高而增大。 气体的热导率随温度升高而增大
：气体分子在两次碰撞间平均自由行程
：气体的密度；
：气体的定容比热
气体的压力升高时：气体的密度增大、平均自由行程减小、而两者的乘积保持不变。
混合气体热导率不能用部分求和的方法求；只能靠实验测定
导热系数
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分子质量小的气体（H2、He）热导率较大 — 分子运动速度高
导热系数
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2、液体的热导率
液体的导热：主要依靠晶格的振动
晶格：理想的晶体中分子在无限大空间里排列成周期性点阵，即所谓晶格
大多数液体（分子量M不变）：
水和甘油等强缔合液体，分子量变化，并随温度而变化。在不同温度下，热导率随温度的变化规律不一样
液体的热导率随压力p的升高而增大
导热系数
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导热系数
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3、固体的热导率
纯金属的导热：依靠自由电子的迁移和晶格的振动主要依靠前者
金属导热与导电机理一致；良导电体为良导热体：
(1) 金属的热导率：
—晶格振动的加强干扰自由电子运动
导热系数
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导热系数
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合金：金属中掺入任何杂质将破坏晶格的完整性，干扰自由电子的运动
金属的加工过程也会造成晶格的缺陷
合金的导热：依靠自由电子的迁移和晶格的振动；主要依靠后者
温度升高、晶格振动加强、导热增强
如常温下：
黄铜：70%Cu, 30%Zn
导热系数
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非金属的导热：依靠晶格的振动传递热量；比较小
建筑物的隔热保温材料：
(2) 非金属的热导率：
大多数建筑材料和绝热材料具有多孔或纤维结构
多孔材料的热导率与密度和湿度有关
保温材料：国家标准规定，/(m·K) 的材料（绝热材料）
导热系数
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导热系数
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导热微分方程式
确定导热体内的温度分布是导热理论的首要任务
傅里叶定律：
确定热流密度的大小，应知道物体内的温度场:
理论基础：傅里叶定律 + 热力学第一定律
假设：(1) 所研究的物体是各向同性的连续介质
(2) 热导率、比热容和密度均为已知
(3) 物体内具有内热源；强度 qv [W/m3];
内热源均匀分布；qv 表示单位体积的导热
体在单位时间内放出的热量
化学反应
发射药熔
化过程
一、导热微分方程式
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在导热体中取一微元体
热力学第一定律：
d 时间内微元体中：
[导入与导出净热量]
+ [内热源发热量]
= [热力学能的增加]
1、导入与导出微元体的净热量
d 时间内、沿 x 轴方向、经 x 表面导入的热量：
导热微分方程式
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d 时间内、沿