化工原理5-.ppt

* 通过各层平壁截面的传热速率必相等 或 二、多层平壁的一维稳态热传导 * 三层平壁稳态热传导速率方程 对n层平壁，其传热速率方程可表示为 二、多层平壁的一维稳态热传导 例题1 某平壁燃烧炉有一层厚100mm的耐火砖和一层80mm的普通砖砌成，其导热系数分别为1.0W/（m??C）和0.8W/（m??C），操作稳定后，测得炉壁内表面温度为973K，外表面温度为373K，为减小燃烧炉的热损失，在普通砖的外表面增加一层厚为30mm，导热系数为0.03 W/（m??C）的保温材料，待操作稳定后，又测得炉壁内表面温度为1173K，外表面温度为333K，设原有两层材料的导热系数不变，求： 加保温层后炉壁的热损失比原来减少的百分数？ 加保温层后各层接触面的温度？ 公式： 例题1解析： （1）考点：多层平壁热通量q的计算； 目标：热损失——加保温前后热通量比较 解题：加保温前为双层平壁热传导计算， 加保温后为三层平壁热传导计算。 （2）考点：各层平壁热通量q相等； 目标：各层温度的计算 解题：由已知三层平壁热通量值，依此计 算各层温度值。 * 接触热阻 因两个接触表面粗糙不平而产生的附加热阻。 接触热阻包括通过实际接触面的导热热阻和通过空穴的导热热阻（高温时还有辐射传热）。 接触热阻与接触面材料、表面粗糙度及接触面上压力等因素有关，可通过实验测定。 二、多层平壁的一维稳态热传导 * 图5-5 接触热阻的影响 接触热阻 二、多层平壁的一维稳态热传导 * 练 习 题 目 思考题 作业题: 2 1. 热量传递的三种基本方式是什么？分别用什么定律可以描述？ 2.在热传导问题中，术语“一维”是什么意思？何谓稳态热传导？ 3.试写出有接触热阻存在时多层平壁热传导的计算公式。 * 第五章 传 热 通过本章学习，掌握传热的基本原理和规律 ，并运用这些原理和规律去分析和计算传热过程 的有关问题。 学习目的 与要求 * 5.1 传热过程概述 第五章 传 热 * 传热 热量从高温度区向低温度区移动的过程称为热量传递，简称传热。 一是强化传热过程，如各种换热设备中的传热。 二是削弱传热过程，如对设备或管道的保温，以减少热损失。 化工生产中对传热过程的要求 概述 * 5.1 传热过程概述 5.1.1热传导及导热系数 第五章 传 热 * 一、热传导(导热) 热传导(导热) 不依靠物体内部各部分质点的宏观混合运动而借助于物体分子、原子、离子、自由电子等微观粒子的热运动产生的热量传递称为热传导，简称导热。 * 描述热传导现象的物理定律为傅立叶定律（Fourier’s Law），其表达式为 傅立叶定律（Fourier’s Law） 温度梯度 导热系数 微分导热通量 热通量与温度梯度方向相反 一、热传导(导热) * 二、导热系数 导热系数 导热系数表征了物质热传导能力的大小，是物质的基本物理性质之一，其值与物质的形态、组成、密度、温度等有关。 * 导热系数[W/(m.oC)] 0.006～0.06 0.1～0.7 0.2～3.0 15～420 0.003～0.06 气体 液体 非导电固体 金属 绝热材料 二、导热系数 * 1.固体的导热系数 纯金属的导热系数与电导率的关系可用魏德曼（Wiedeman）-弗兰兹（Franz）方程描述 良好的电导体必然是良好的导热体，反之亦然。 二、导热系数 * 对大多数均质固体，导热系数与温度近似呈线性关系 对大多数金属材料，?为负值；而对大多数非金属材料，?为正值；对理想气体，?=1/T ，1/K。 二、导热系数 * 2.液体的导热系数 除水和甘油外，大多数非金属液体的导热系数亦随温度的升高而降低。 金属液体的导热系数比一般的液体要高 纯液体的导热系数比其溶液的要大 二、导热系数 * 3.气体的导热系数 气体导热系数随温度升高而增大。 在相当大的压力范围内，气体的导热系数随压力的变化很小，可以忽略不计。 二、导热系数 * 5.1 传热过程概述 5.1.1 热传导及导热系数 第五章 传 热 5.1.2 对流 * 对流是由流体内部各部分质点发生宏观运动和混合而引起的热量传递过程 对流 对流传热 在化工生产中特指流体与固体壁面之间的热量传递过程。 对流 * 对流传热速率可由牛顿冷却定律描述 温度差 对流传热系数 微分对流传热通量 对流 * 5.1 传热过程概述 5.1.1 热传导及导热系数 5.1.2 对流 第五章 传 热 5.1.3 热辐射 * 热辐射 因热的原因而产生的电磁波在