第四章传热.ppt

（三）傅立叶定律 式中 dQ ── 热传导速率，W或J/s； dA ── 导热面积，m2； ?t/?n ── 温度梯度，℃/m或K/m； ? ── 导热系数，W/(m·℃)或W/(m·K)。 负号表示传热方向与温度梯度方向相反 热导率 ?在数值上等于单位温度梯度下的热通量 ? = f(结构, 组成, 密度, 温度, 压力） ?金属固体 ?非金属固体 ?液体 ?气体 ?表征材料导热性能的物性参数 1.固体热导率 金属材料 10～102 W/(m?K) 建筑材料 10-1～10 W/(m?K) 绝热材料 10-2～10-1 W/(m?K) 在一定温度范围内： 对大多数金属材料a 0 ，t ? ?? 对大多数非金属材料a 0 ， t ? ? ? 2.液体热导率 金属液体?较高，非金属液体?低； 非金属液体水的?最大； 水和甘油：t ? ，? ? 其它液体：t ? ，?? 0.09～0.6 W/(m·K) 3.气体热导率 t? ，?? 一般情况下，?随p的变化可忽略； 气体不利于导热，有利于保温或隔热。 0.006～0.4 W/(m·K) * 第四章 传 热 4.2 热传导 4.2.1 傅里叶定律 4.2.2 平壁的稳态热传导 * 一、单层平壁一维稳态热传导 假设： 1.导热系数不随温度变化，或可取平均值； 2.一维稳态 3.忽略热损失。 图4-3 单层平壁热传导 * 对平壁一维稳态热传导 积分并整理得 微分式 积分式 一、单层平壁一维稳态热传导 * 导热热阻 一、单层平壁一维稳态热传导 * 二、多层平壁的一维稳态热传导 图4-4 三层平壁热传导 假设： 1.导热系数不随温度变化，或可取平均值； 2.一维稳态 3.忽略热损失 4.没有接触热阻 * 通过各层平壁截面的传热速率必相等 或 二、多层平壁的一维稳态热传导 * 三层平壁稳态热传导速率方程 对n层平壁，其传热速率方程可表示为 二、多层平壁的一维稳态热传导 * 第四章 传 热 通过本章学习，掌握传热的基本原理和规律 ，并运用这些原理和规律去分析和计算传热过程 的有关问题。 学习目的 与要求 * * * * 4.1 传热过程概述 第四章 传 热 * 传热 热量从高温度区向低温度区移动的过程称为热量传递，简称传热。 一是强化传热过程，如各种换热设备中的传热。 二是削弱传热过程，如对设备或管道的保温，以减少热损失。 化工生产中对传热过程的要求 概述 热传导（Heat Conduction） 是指一个物体各部分之间或各物体之间存在温差且无相对宏观 运动时发生的热量传递现象。 热对流（Heat Convection） 热对流指流体中温度不同的各部分物质在空间发生宏观相对运 动引起的热量传递现象。对流分为自然对流和强制对流两类。 热对流通常不能以独立的方式传递热量，它必然伴随着热传导。 热辐射（Heat Radiation） 由于温度原因，物质微观粒子(原子)内部的电子受激和振动时， 产生交替变化的电场和磁场，所发出电磁波向空间传播。 热量传递的基本方式 * 4.1 传热过程概述 4.1.1热传导及导热系数 第四章 传 热 * 一、热传导(导热) 热传导(导热) 不依靠物体内部各部分质点的宏观混合运动而借助于物体分子、原子、离子、自由电子等微观粒子的热运动产生的热量传递称为热传导，简称导热。 * 描述热传导现象的物理定律为傅立叶定律（Fourier’s Law），其表达式为 傅立叶定律（Fourier’s Law） 温度梯度 导热系数 微分导热通量 热通量与温度梯度方向相反 一、热传导(导热) * 二、导热系数 导热系数 导热系数表征了物质热传导能力的大小，是物质的基本物理性质之一，其值与物质的形态、组成、密度、温度等有关。 * 导热系数[W/(m.oC)] 0.006～0.06 0.1～0.7 0.2～3.0 15～420 0.003～0.06 气体 液体 非导电固体 金属 绝热材料 二、导热系数 气体 分子做不规则热运动时相互碰撞的结果 固体 导电体：自由电子在晶格间的运动 非导电体：通过晶格结构的振动实现 液体 机理复杂 特点：静止介质中的传热，没有物质的宏观位移 二、导热系数 * 4.1 传热过程概述 4.1.1 热传导及导热系数 第