传热学第四讲20130320(免费阅读).ppt

* * 复习 2.边界条件 第一类边界条件： 给定壁面温度 第二类边界条件： 给定壁面热流密度 1.直角坐标系导热微分方程 非稳态项 扩散项 内热源项 注：n为壁面W的外法线方向 复习 3.单层平壁稳态导热( 无内热源 ) 第三类边界条件： 对流换热条件 导热微分方程＋定解条件＋求解方法 ?温度场 注：n为壁面W的外法线方向 2.多层平壁( 无内热源 ) （三层） （多层） 层间温度第k层与（k+1）层间： 问：现在已经知道了q， 如何计算其中第 k 层的 右侧壁温？ 例2-1 §3 典型一维稳态导热问题的分析解 单位： tf1 t2 t3 tf2 t1 t2 t3 t2 三层平壁的稳态导热 h1 h2 tf2 tf1 ？ ？ 总传热系数？ 多层、第三类边条 二、圆筒壁的稳态导热 1.单层 (1)建模 (2)导热微分方程的简化 (5)求解温度分布公式 (6)代入导热基本定律中求解热流量或热流密度 (3)求解微分方程，得出温度分布的通解 (4)设定定解条件 圆筒壁内温度分布： 圆筒壁内温度分布曲线的形状？ 2.多层 由不同材料构成的n层圆筒壁，其导热热流量可按总温差和总热阻计算 思考题：1.多层圆筒壁层间壁温及温度分布如何求出？ 2.不同半径处的单位面积热流密度相同吗？ §4 肋片的稳态导热 肋片：是指依附于基础表面上的扩展表面 . 肋片可以强化传热的原因 ※具有导热、对流、辐射的多种换热种类 ※增加传热面积 一、通过等截面直肋的导热 已知： 求： 温度场 t 和热流量 ? 3.肋片与环境的复合表面传热系数为 h,?，h和Ac均保持不变。 2.肋跟温度为t0，且t0 t? 1.矩形直肋 ※ ? 大、? H，认为温度沿 厚度方向均匀，简化为一维。 1.建模： ※宽度 l ? and H ? 肋片长度方向温度均匀 ? l = 1,简化成二维. 求解方法： ※能量守恒＋Fourier law ※直接利用导热微分方程， 书上求解方法。 边界：肋根：第一类；肋端：绝热 四周：对流换热（对流加辐射）. （1）能量守恒： ※ Fourier 定律： ※ Newton冷却公式： ※导热微分方程： 2.导热微分方程的导出 （2）直接利用导热微分方程 ※对流和辐射换热看成是肋片的内热源 ※导热微分方程的简化 3.求解微分方程，得出温度分布的通解 4.设定定解条件 5.求解温度分布公式 双曲余弦函数 双曲正切函数 双曲正弦函数 6. 求解热流量或热流密度 ※肋端非绝热时 稳态条件下肋片表面的散热量 = 通过肋基导入肋片的热量 7.肋端过余温度: 即 x ＝ H 8.肋根过余温度: 即 x ＝ 0 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， 9.肋片效率 图2－19, 2-20查出 AL,肋片的纵截面积 当m 数值一定时，随着肋片高度H 增加，Φ先迅速增大， 但逐渐增量越来越小，最后趋于一定值。说明：当H 增 加到一定程度，再继续增加 H ? ηf↓ th(mH )的数值随mH 的增 加而趋于一定值（mH ～ 3） ↓ mH ↑→ ↓ 肋效率与肋高H的关系 二、其他肋片的导热 * * *