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第六章 传热及气体射流基本知识 第一节 传热学基本知识 第二节 传热过程 第三节 气体射流简介 第一节 传热学基本知识 一、导热（热传导） 导热：是指温度不同的物体直接接触时，或同一物体温度不同的相邻部分之间所发生的热传递现象。 热之所以能通过导热方式传递，是由于组成物体的微观粒子运动的结果。 在气体中，热传导主要依靠原子、分子的热运动； 在液体中，热传导主要依靠弹性波的作用； 而在固体中热传导主要依靠晶格振动和自由电子的运动。 固体平壁中进行的导热过程最为简单 。 平壁导热公式为 ： （6-1） 式中 Q：单位时间由导热体传递的热量，称为热流量（J/s）或（W）； ：比例系数，称为导热系数，其意义是当沿着导热方向每米长度上温度降落1K时，单位时间通过每平方米面积所传导的热量（W/m·K）。 ：平壁内外两则面的温度差 将（6-1）写出一般的微分形式，得一维稳定导热的傅立叶定律表达式： （6-2） 式中 ：沿x方向面积为F处的温度梯度。 其它符号意义与式（6-1）相同。 式中负号“—”表示导热量和温度梯度方向相反。将式（6-2）分离变量后可得 ： （6-3） 将（6-3）积分，并代入边界条件：当x=0时， ；x=x时， ，则得： 所以 即 或 （6-3a） 由此可见，求解方程（6-3a）后，就可求得平壁内部任意位置上的温度值。通常（ ）和均为常数，所以平壁中的温度分布是直线。 应说明式（6-1）及（6-3a）仅适用于计算物体为单层无限大平面壁的热流量。在实际工程中还会遇到以下几种情况： （一）多层平壁 如房屋以红砖为主体砌成，墙壁内为白灰层，外抹水泥砂浆、磁砌罩面等均为多层平壁。如三层平壁导热，两侧表面均能维持稳定温度和，且各层之间结合严密，接触面温度分别为和，在稳定情况，通过各层的热流量是相等的，以三层平壁的每层可分别写出： （6-4a） 式中 、 、 ：各层平壁导热系数； 、 、 ：各层平壁厚度； 、 、 ：各层平壁导热热阻。 化简（6-4a）得： （6-4b） 把式（6-4b）各等式前后相加并整理可得： （6-4c） 式中 ：为三层平壁总热阻。 对于n层平壁导热，则可直接写出： （6-4） （二）单层非平行壁面导热 如圆管的稳定导热热流量时，则式（6-2）应为，通过分离变量积分等运算后，可得圆管稳定导热计算式为： （6-5a） 或通过单位长度管状的热流量为 ： （6-5b） 式中 L——管长（m）； d1、d2——管内径和外径（mm）。 【例】某一供热锅炉炉墙由三层砌成，内层为耐火砖层厚=230mm，其导热系数=1.1W/（m·K），最外层为红砖层厚=240mm，其导热系数=0.58W（m·K），内外层之间填石棉隔热层，原=50mm，其导热系数=0.10W/（m·K），已知炉墙最内和最外两表面温度 =500℃和 =50℃。求通过炉墙的导热热流量值。 【解】依题意，先计算各层面导热热阻值，可得 代入上式（6-4）可得单位面积热流量为： 二、热对流和对流换热 热对流：温度不同的流体各部分之间发生相对位移，把热量从高温处带到低温处的热