传热学ppt-第二章.ppt.pptVIP

第一节 通过平壁的一维稳态导热 3.1 第一类边界条件下的稳态导热 1）单层平壁的常物性稳态导热 λ为常数、无内热源 方法1 : 由导热微分方程求解 数学描述： 求解结果： 方法2: 由傅里叶定律直接推导热流密度： 稳态，q＝const 物性条件：λ为常数 对上式进行积分得： 2）单层平壁的变导热系数稳态导热问题 数学模型 求解数学模型可得平壁内的温度分布为二次曲线 3.2 第三类边界条件的稳态导热 第二节 通过复合平壁的导热 第三节 通过圆筒壁的导热 3.1 单层圆筒壁的稳态导热 （第一类边界条件） 3.2 多层圆筒壁的稳态导热 （第一类边界条件） 3.3 通过圆筒壁的传热过程 （第三类边界条件下的导热） 3.4 临界热绝缘直径（重点） 传热量与热阻分析 第四节 通过肋壁的导热 2) 导热分析： 内热源 4) 求解温度分布表达式： 稳态条件下肋片表面的散热量 = 通过肋基导入肋片的热量 几点说明： 2 肋片效率 肋片内温度场与效率的分析 第五节 通过接触面的导热 第六节 二维稳态导热问题 本章作业：1，12，20，28 * * 第二章 稳态导热 主要内容： 平壁、圆筒壁及肋壁的一维稳态导热分析解法； 二维稳态导热问题的简化计算方法。 t x Q δ t x Q δ t x Q δ b0 热流密度： b0 3) 多层平壁的稳态导热 热阻网络图: 热阻网络图: 平壁材料1 平壁材料2 热流线 热流线 绝热面 绝热面 绝热面 等温面 热流线 等效热阻网络图 导热微分方程式： 边界条件： 温度分布： 导热量： 或 单位长度内的热阻与传热量 1）保温管道传热分析 保温管道示意图 管道 保温层 临界热绝缘直径或半径: 对应保温管道传热热阻极小值或热流量极大值的保温层直径或半径 或 4.1 常见几种肋片形式 4.2 等截面直肋的稳态导热分析 1) 假定：肋片内的导热近似为沿肋高方向的一维稳态导热。 方法一：简化通用导热微分方程式建立肋片导热微分方程式 3) 建立导热微分方程式： 方法一：用热平衡法建立导热微分方程式 热平衡 边界条件 变量代换 控制方程 通解 应用边界条件于通解 解得系数 温度分布表达式 肋端过余温度： 即 x ＝ l (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：lc=l + ? /2 (2) 上述分析近似认为肋片温度场为一维。 当Bi=h?/? ? 0.05 时，误差小于1%。对于短而厚的肋片，二维温度场，上述算式不适用；实际上，肋片表面上表面传热系数h不是均匀一致的 — 数值计算 为了从散热的角度评价加装肋片后换热效果，引进肋片效率 双曲线函数 肋端温度 肋片效率 详见书中 图2-16，2-17 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 当界面上的空隙中充满导热系数远小于固体的气体时，接触热阻的影响更突出 接合处的热传递机理为接触点间的固体导热和间隙中的空气导热，对流和辐射的影响一般不大 由两个等温边界，和若干个绝热边界围成的区域内的导热可按形状因子计算导热量 常物性、无内热源的二维稳态导热： S：形状因子，仅与几何形状有关的量，几种典型导热过程形状因子计算见书中表2-3。 例：大平壁的导热 形状因子