第二章导热.ppt

第二章 导热微分方程式;§2-1 温度场和温度梯度; 一维温度场： ;二、等温面与等温线;三、温度梯度（Temperature gradient）;四、热流密度矢量(Heat flux);§2-2 导热基本定律和导热系数;热导率（导热系数）;二、导热系数（Thermal conductivity）; 不同物质导热机理; ; 不同物质的导热系数;§2-3 导热微分方程式及定解条件;在导热体中取一微元体;;净热量：;2 单位时间微元体内热源的发热量;3 单位时间微元体热力学能的增量;热扩散率; 物性参数为常数，无内热源,一维稳态：;四、导热过程的单值性条件; 单值性条件;说明导热体边界上过程进行的特点，反映过程与周围环境相互作用的条件; 第二类边界条件; 第三类边界条件; 综上所述, 对一个具体导热过程完整的数学描述（即导热数学模型）应该包括; 本章作业 2-2, 2-5; a反映了导热过程中材料的导热能力?与沿途物质储热能力?c 之间的关系.;第三章 稳态导热;§3-1 平壁的一维稳态导热和传热;1.1 单层平壁的稳态导热（ λ为常数） ; 导过平壁的热流量; 通过单层平壁的稳态导热(λ不为常数); 热流密度;2. 多层平壁的稳态导热 ;对平壁1： 对平壁2： 对平壁3： 稳态无内热源： ;温度分布是由三段直线组成 斜率: λ大 ，斜率小 ，平缓； λ小，斜率大 ， 陡;3. 平壁的传热; 由热流体经平壁向冷流体传热时，传热过程的推动力为热冷流体的温差，热阻则为热流体的对流换热热阻、平壁导热热阻和冷流体的对流换热热阻三部分分热阻串联而成。 ;§3-2 圆筒壁的一维稳态导热和传热 ;对微分方程积分两次：;圆筒壁内温度分布：; 温度梯度;2 多层圆筒壁的稳态导热 ;3 通过圆筒壁的传热过程;4 接触热阻的概念 前所述及的多层平壁或圆筒壁中，假设条件一般为： * 相邻两层在接合处的温度相等 * 通过该处的热流密度也相等 第四类边界条件 ; * 实际固体表面不是理想平整的，所以两固体表面直接接触的界面容易出现点接触，或者只是部分的而不是完全的和平整的面接触 — 给导热带来额外的热阻— 接触热阻;影响接触热阻的因素：主要有???合面的粗糙度，接合压力，间隙中介质种类；其次还有材料的导热系数、硬度、温度等。 减小接触热阻的方法：增大接合压力；减小粗糙度；在接合面上涂导热性能比较好的液体（如硅油、导热姆热油）或加上硬度低、延展性好、导热能力强的金属箔片。;例1：某热输管道内直径为400mm，外直径为450mm，材料导热系数为40W/（m · ℃ ）,在管外包有一层厚为50mm的保温材料，其导热系数为0.1W/(m · ℃)，若管内表面温度为500℃，保温材料外表面温度为250 ℃ ，试求： 1）单位管长的散热量； 2）保温层内表面的温度，并画出壁内温度示意图。;(2);例2：一块无限大平壁，厚为δ，左侧绝热，右侧与某种流体进行对流换热，对流换热系数为α，流体温度为tf。平壁本身具有均匀的内热源Qv，求平壁中的温度分布t1及t2（传热是稳定的）。 ;积分一次：;讨论：（1）最高温度 为左侧壁温;本 章 作 业; 1.2 无内热源，λ不为常数的求解;温度分布;第四章 非稳态导热的分析计算;§4-1 非稳态导热的基本概念;3. 瞬态导热过程的特点;热量变化：;4.目的：* 在加热或冷却时，确定物体内部某一位置达到预定温度所需要的时间，以及在该时间内物体吸收或放出的热量； * 对物体加热或冷却一定时间后，确定物体内部的温度分布和温度场随时间的变化率。;§4-2 集总参数分析法;（2）毕渥数的定义;2、集总参数分析法;（1）温度分布; 式中: 为广义热源，可用导热体界面上交换的热量进行折算。; 代入初始条件：;（2）热量计算;利用上式，可得导热体在τ＝0到τ＝τ时间内传入流体的总热量： ;（3