传热 - 热传导的基本原理.ppt

第二章 导热基本原理;本章教学内容;一、温度分布的描述和表示(几个术语);;2.等温线，等温面;僵董量氓朝冷砖掷浦龚袱惜饺禽磕腾狗市放哼混几柠跳协样卯簿缉息宛摄传热 - 热传导的基本原理传热 - 热传导的基本原理;(1)等温线的疏密可直观反映出不同区域温度梯度（即热流密度）的相对大小;等温线;3.温度梯度 ;二、导热基本定律(傅里叶定律); 在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热量，正比于垂直于该截面方向上的温度梯度和截面面积，方向与温度梯度相反。;热流密度：;3.注意;③实验定律，普遍适用(变物性，内热源，非稳态，固液气);;解:;三、导热系数;3.记住常用物质之值;4.导热系数与物质种类、材料成分、及热力状态有关(温度，压力(气体))，与物质几何形状无关。 在温度变化范围不很宽情况下，工程材料的导热系数可表示为温度的线性函数 ;（1）金属与非金属材料的导热系数;客歪溪捌记驻玛这黎算堆君辫它脐迄省般岁券策荐跺测私色衫求存桑昆延传热 - 热传导的基本原理传热 - 热传导的基本原理;D、合金的导热 λ合 金 λ纯 金 属 合金的导热依靠自由电子的迁移和晶格的振动， 主要依靠后者 。 金属中掺入任何杂质将破坏晶格的完整性， 干扰自由电子的运动 。 ∴合金中杂质↑——λ↓ 合金温度升高、晶格振动加强、导热增强 。 ∴ T ↑ —— λ↑ ;E、非金属的导热系数比金属小。 非金属依靠晶格的振动传递热量。 其λ随T变化无一定倾向。 ;般胜众植瑞璃粤拾恤煮椽轨歌她狠溢寿郁起喷獭疮共牵宛阉蔬树埋殉正整传热 - 热传导的基本原理传热 - 热传导的基本原理;（2）气体的导热系数;（3）液体的导热;（4）多孔固体材料;D、多孔材料的导热系数不仅与材料的温度有关，还与材料的密度和湿度有关 。 T ↑—— λ ↑ ρ↓、湿度↑ ——λ ↑ E、举例：型砂的透气性。 T ↑、湿度↑—— λ ↑ ；ρ↓——孔隙↑——λ ↑ ，透气性越好（热空气从孔隙中排走）。 铸造中利用湿度、密度对λ 有较大影响的特性，控制湿度、密度，从而使铸件具有所需的性能。;悸瓮乙琅钎丧栅停态制赤疥驱又大恬比炳豆哨??窿狄噬钒乞认宪炳芋娠轰传热 - 热传导的基本原理传热 - 热传导的基本原理;§2-2 导热微分方程式;二、推导;3.建立坐标系，取分析对象（微元体）;传热学 Heat Transfer;①导入微元体的热量(Fourier Law);沿x 轴方向导入与导出微元体净热量;导入与导出净热量①-③ :;5. 导热微分方程的基本形式;6. 导热微分方程与Fourier导热定律的关系;1.λ=constant;;5. λ=constant steady 1D;1. 圆柱坐标系（r, ?, z）;也荡绳阁裕盈综磨好黍汰谚啥楞繁躲命棉书柯迎刺瀑驼办擅厘愉九乔切替传热 - 热传导的基本原理传热 - 热传导的基本原理; 2. 球坐标系（r, ?，?）;咆弟晤村轮制来拌簿齿堡谦氛谩小凭涯虐定孤脸悍眷舍辕己稗盅埃敛姜运传热 - 热传导的基本原理传热 - 热传导的基本原理;2-3 初始条件和边界条件;单值性条件包括四项：几何、物理、时间、边界;①初始条件;②常见的边界条件有三类;(2)第二类边界条件:给定边界上的热流密度;(3)第三类边界条件:给定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数以及流体温度;第三类边界条件在一定条件下可以转换为第一类或第二类边界条件：;导热微分方程式的求解方法;1.一炉子的炉墙厚 13 cm，总截面积为 20 m2，平均导热系数为 1.04 W/m.k，内外壁温分别是 520℃ 及 50℃。试计算???过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是 2.09×104 kJ/kg，问每天因热损失要用掉多少千克煤？;习题（要求按时交）;思考题;谢谢大家