第4章 传热原理-导热.ppt

本节学习要点 6. 具有内热源的稳定态导热 (1)平壁导热 (2)长圆柱体和圆筒壁导热 思考题与习题 思考题 192 [2-2] [2-3] [2-4] [2-5] [2-6] [2-7] 习题 P193 [2-5] [2-8] [2-10] 材料科学与工程系 * 传热学是一门研究热能传递规律的科学。 * （1）不同的等温面、线不可能相交。 （2）连续的温度场中，等温面、线连续。 （3）同一等温面、线上无热流，不同的等温面、 线之间存在热流。 （4）稳定温度场中，等温面、等温线不会移动。 * * * 导热与导电的类比 材料科学与工程学院 导热 比较 电流从高电位到低电位 电流 产生电流的基本条件是电位差 物体对电流有电阻 热流量与温度差成正比 与热阻成反比 热流从高温到低温 热流 产生热流的基本条件是温度差 物体对热流有热阻 热流量与温度差成正比 与热阻成反比 导电 （一）平壁导热 材料科学与工程学院 l不为常数时单层平壁的导热 （一）平壁导热 材料科学与工程学院 l不为常数时单层平壁的导热 （一）平壁导热 根据边界条件：x=0, t=t1 材料科学与工程学院 l不为常数时单层平壁的导热 （一）平壁导热 根据边界条件：x=d, t=t2 材料科学与工程学院 l不为常数时单层平壁的导热 （一）平壁导热 b为正值时，高温区导热系数比低温区大，温度梯度在高温区导热系数比低温区小，曲线上凸。反之曲线下凹。 材料科学与工程学院 多层平壁的导热 （一）平壁导热 材料科学与工程学院 复合平壁的导热 （一）平壁导热 材料科学与工程学院 复合平壁的导热 （一）平壁导热 材料科学与工程学院 （二）圆筒壁导热 单层圆筒壁的导热 材料科学与工程学院 若圆筒LD，而温度仅沿半径发生变化，属于单向稳定传热。 单层圆筒壁的导热 （二）圆筒壁导热 材料科学与工程学院 单层圆筒壁的导热 （二）圆筒壁导热 为单层圆筒壁的热阻。 当r2/r12时，可近似将圆筒壁当作平壁处理。 材料科学与工程学院 多层圆筒壁的导热 （二）圆筒壁导热 简易公式，其中f为弯曲修正系数。 材料科学与工程学院 多层圆筒壁的导热 （二）圆筒壁导热 材料科学与工程学院 减少筒壁散热量的措施： A ri+1/ri↑,（筒壁厚度↑ ），Q ↓ B λi↓（生产中采用保温材料）， Q ↓ C Fav↓（单位产量有效散热面积↓）， Q ↓ （三）球壁导热 材料科学与工程学院 （三）球壁导热 材料科学与工程学院 （四）形状不规则物体的导热 材料科学与工程学院 （四）形状不规则物体的导热 对中空正、长方体的边角和端角： 边角： 端角： 如对燃烧室： 适用条件： yd/5 材料科学与工程学院 （五）表面温度不均匀时平均温度的计算 材料科学与工程学院 （1）表面温度相差不大 （2）表面温度变化较大时，可将全部面积划分为若干区，每一区 用上述方法算出平均温度，计算出该区热量，总热量为： 将表面分成n块小面积 分区面积相等 （六）接触热阻 多层平壁、多层圆筒壁和符合平壁中，由于接触面并非完全光滑，两层的面与面之间只能部分接触，不接触部分形成空隙，空隙中充满空气。由于空气导热系数比固体材料导热系数小得多，从而在界面出产生一附加热阻，并引起温度降落，这种热阻称为接触热阻。 材料科学与工程学院 （六）接触热阻 接触热阻的大小主要取决于表面粗糙程度； 接触面上压力增大热阻减小； 热阻还与空隙中介质性质有关 可在接触界面上加铜皮等减小热阻。 材料科学与工程学院 五、具有内热源的稳定态导热 （一）具有内热源的平壁导热 （二）具有内热源的长圆柱体和圆筒壁导热 （三）具有内热源的球体导热 材料科学与工程学院 （一）具有内热源的平壁导热 问题：均匀内热源qv，无限大平壁，平壁两表面温度均匀且稳定。 材料科学与工程学院 （一）具有内热源的平壁导热 材料科学与工程学院 （二）具有内热源的长圆柱体和圆筒壁导热 问题：均匀内热源qv，表面温度tw，长圆柱体。 长圆柱体导热 材料科学与工程学院 （二）具有内热源的长圆柱体和圆筒壁导热 稳态导热，单位时间内内热源散发的热等于表面热损失： 长圆柱体导热 最高温度在圆柱体中心 材料科学与工程学院 （二）具有内热源的长圆柱体和圆筒壁导热 长圆柱体导热 材料科学与工程学院 （二）具有内热源的长圆柱体和圆筒壁导热 圆筒壁导热 材料科学与工程学院 （二）具有内热源的长圆柱体和圆筒壁导热 圆筒壁导热 材料科学与工程学院 （三）具有内热源球体的导热 问题：均匀内热源qv，表面温度tw。 稳态导热，单位时间内内热源散发的热等于表面热损失：