传热学-第2章详解.ppt

;第二章 稳态热传导 ;2-1 导热基本定律 ;;等温面与等温线 ;等温面与等温线的特点： ;三. 导热基本定律-傅里叶定律 ; 在直角坐标系中，温度梯度可表示为 ;热流线与等温线垂直，指向温度降低方向 热流密度矢量走向可用热流线表示;四. 导热系数 — 物质的重要热物性参数;;2-2 导热问题的数学描述;在导热体中取一微元体 ;d? 时间内、沿 x 轴方向、经 x+dx 表面导出的热量：;;[导入与导出净热量]:;2. 微元体中内热源的发热量 ;(1).若物性参数 ?、c 和 ? 均为常数： ;(2).若物性参数为常数且无内热源：;圆柱坐标系（r, ?, z）; 球坐标系 （r, ?，?）;几点说明： （ 1 ）等号左边是单位时间内微元体热力学能的增量（非稳态项）； （ 2 ）等号右边前三项之和是通过界面的导热使微分元体在单位时间内增加的能量 ( 扩散项 ) ； （ 3 ）等号右边最后项是源项；; 1 ） 是物体的导热系数, 越大，在相同温度梯度下，可以传导更多的热量。 2 ）　　是单位体积的物体温度升高 1 ℃ 所需的热量。　　　越小，温度升高 1 ℃ 所吸收的热量越少，可以剩下更多的热量向物体内部传递，使物体内温度更快的随界面温度升高而升高。;四、导热过程的定解条件 ;（2）第二类边界条件;（3）第三类边界条件;2-3 通过平壁、圆筒壁、球壳和其它 变截面物体的导热;;带入傅立叶定律;多层平壁的导热;;; ;1）先估计一个所求量的数值进行计算，2）再用计算结果修正预估值，3）逐次逼近，一直到预估值与计算结果一致（在一定的允许偏差范围内）;2. 单层圆筒壁的导热;;圆筒壁内温度分布：;;n层圆筒壁;单层圆筒壁，第三类边界条件，稳态导热 ;3. 通过球壳的导热自己推导 ;分离变量后积分，并注意到热流量Φ与x 无关(稳态)，得;3. 通过球壳的导热自己推导 ;分离变量后积分，并注意到热流量Φ与x 无关(稳态)，得;2-4 通过肋片的导热 ;在一些换热设备中，在换热面上加装肋片是增大换热量的重要手段;1. 通过等截面直肋的导热;分析：严格地说，肋片中的温度场是三维、稳态、无内热 源、常物性、第三类边条的导热问题。但由于三维 问题比较复杂，故此，在???略次要因素的基础上， 将问题简化为一维问题。;;;;;几点说明： (1) 上述推导中忽略了肋端的散热（认为肋端绝热）。对于一般工程计算，尤其高而薄的肋片，足够精确。若必须考虑肋端散热，取：Hc=H + ? /2 ;通过环肋及三角形截面直肋的导热（自学）;肋片导热对热电偶测温精度的影响; 6. 接触热阻 ;思考题： 1失量傅立叶定律的基本表达式及其中各物理量的定义。 2温度场, 等温面, 等温线的概念。 3利用能量守恒定律和傅立叶定律推导导热微分方程的基本 方法。 4使用热阻概念, 对通过单层和多层平板, 圆筒和球壳壁面的 一维导热问题的计算方法。 5利用能量守恒定律和傅立叶定律推导等截面和变截面肋片 的导热微分方程的基本方法。;;12导热系数为什么和物体温度有关? 而在实际工程中 为什么经常将导热系数作为常数. 13什么是形状因子? 如何应用形状因子进行多维导热 问题的计 算?;第二章作业：第四版2，4，9，17，18，39，42，51，54 　　　　　　第三版　2，4，6，12，13，33，35，44，47