传热学_3.ppt

第三章稳态导热 热阻 热阻的观点 导热率 通过壁面的热流  等效热路图 串联: 并联: 混联: 类似于电路分析 重点: 等效热路 基本热阻 不同传热方式下的热阻 壁面导热热阻: 表面对流热阻: 表面辐射热阻: 其中 辐射换热系数 (T 必须为开尔文温度!!) 复合换热系数 其中 传热过程 热路图 传热过程 热路图 U: 总传热系数 (W/m2.K) 已知: L1, L2, L3,k1,k2,k3,T?1, T?2, h1, h2 温度分布: T(x) 复合壁面 ( 复合混联 ) 假设: (1).垂直于X方向的面均为等温. (2).平行于X方向的面均为绝热. 例 3-2 接触热阻等效厚度 经测试两个1cm厚铝板间的接触热导率为11,000 W/m2 · °C. 确定与铝板间接触热阻相同热阻的铝板的厚度。 3-3 普通的热路图分析 3-4 圆筒及球内的导热(径向系统) 1. 圆柱 (单层) 通过圆柱层的热流量: 2. 球壳 (单层) 通过球壳的热流量: 3. 对流边界 (单层) 4. 多层圆柱层 5. 多层球壳  3-5 临界绝热半径  3-6 翅片表面的导热 3-7 Heat Transfer in Common Configurations 3-8 总结 可知翅片间距为3mm，由没有翅片部分导出管道散失热流为 可知每米上共有200个翅片，因此有200个翅片间距，由覆有翅片的管道散失的总热量为： 因此，每米管子上由于装上翅片而增加的散热量为： Beijing Jiaotong University Heat Transfer 讨论: 加了翅片的管道的总效力为： 因此，通过加上翅片蒸气管道的传热增加了10倍。这就是翅片被广泛使用的缘故。 Beijing Jiaotong University Heat Transfer 例 3-8 摩托车发动机气缸由2024-T6铝合金制造(k=186 W/m.K at T=400 K)，其高度为0.15m外径为50mm。在典型的运行状况下气缸外部温度为500K并置于300K的空气中，空气对流换热系数为W/m2.K。气缸外部有环形翅片，以增强气缸与周围的散热。若气缸外部有5个高20mm厚6mm的翅片，翅片会增强多少散热量？ 解 已知: 确定带翅片气缸的运行状况。 求解:翅片会增强多少散热量。 Beijing Jiaotong University Heat Transfer 假设: 1. 稳态; 2. 翅片内一维导热3. 物性为常数; 4. 忽略辐射; 5. 外壁面对流换热系数一致 。 物性: 2024-T6 铝T=400 K): k=186 W/m.K. 分析: 带翅片情况的热流量由下式计算： 其中 Beijing Jiaotong University Heat Transfer 及 包括翅片在内，总的热流量为： 没有翅片下，对流换热的热流量为： 因此 Beijing Jiaotong University Heat Transfer S: the conduction shape factor, which has the dimension of length, and k is the thermal conductivity of the medium between the surfaces. The conduction shape factor depends on the geometry of the system only. ? ? ? Wall: Cylinder: Sphere: Beijing Jiaotong University Heat Transfer 热阻 等效热路图 串联: 并联: 混联: 与电路相似 Beijing Jiaotong University Heat Transfer 单元热阻的关系式: 平壁导热热阻: 圆筒壁导热热阻: 球壳导热热阻： 对流热阻: 交界面热阻： 辐射热阻: Beijing Jiaotong University Heat Transfer 一维复合墙壁： Beijing Jiaotong University Heat Transfer 复合圆筒壁： Beijing Jiaotong University