传热学b机械专业1.pptxVIP

第二章 稳态热传导 2.1 导热基本定律 2.2 导热微分方程 2.3 典型一维稳态导热问题的分析解 2.4 通过肋片的导热 2.5 具有内热源的一维导热问题 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律（1）导热特性 气体气体的导热：由于分子的热运动和相互碰撞时发生的能量传递 牛牛文库文档分享气体分子运动的均方根速度气体分子在两次碰撞间平均自由程气体的密度气体的定容比热2.1 导热基本定律（1）导热特性 气体根据气体分子运动理论，常温常压下气体热导率可表示为：温度导热系数压力导热系数 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律（1）导热特性 气体氢气和氦气具有比其他气体高得多的导热系数。在高温气冷核反应堆中作为首选载热流体。 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律（1）导热特性 固体固体的导热：依靠自由电子的迁移和晶格的振动导电固体：自由电子的运动非导电固体：晶格结构振动产生的弹性波 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律（1）导热特性 液体液体的导热：类似于固体或类似于气体 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律（1）导热特性 导热系数与温度的关系一般把导热系数仅仅视为温度的函数，而且在一定温度范围还可以用一种线性关系来描述： 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律（1）导热特性 导热系数与方向的关系各向异性材料：不同方向上的导热系数不同。均匀各向异性不均匀各向同性均匀各向同性不均匀各向异性 牛牛文库文档分享温度不高于350℃时[W/( m K)] 0.23 0.14 0.128090 年代502.1 导热基本定律 （1）导热特性 保温材料 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律 （1）导热特性 保温材料呈多孔状或者具有纤维结构。1.固体材料的导热2.孔隙内气体的自然对流3.孔隙内气体的导热4. 腔壁面的热辐射 牛牛文库文档分享冬天，棉被经过晒后拍打，为什么感觉特别暖和?热对流空气空气热传导8空气在狭小的棉絮空间内自然对流换热不容易展开，由于空气导热系数很低，故起到很好的保温作用。 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律 （2）导热基本定律的一般描述 温度场温度场：在各个时刻物体内各点温度分布的总称稳态温度场非稳态温度场连续性假设 牛牛文库文档分享2.1 导热基本定律 （2）导热基本定律的一般描述 等温线和等温面等温面：同一时刻、温度场中所有温度相同的点连接起来所构成的面等温线：用一个平面与各等温面相交，在这个平面上得到一个等温线簇(1) 温度不同的等温面或等温线彼此不能相交(2) 在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止与物体的边界上 牛牛文库文档分享t+Δttt-Δt2.1 导热基本定律 （2）导热基本定律的一般描述 等温线图每条等温线间的温度间隔都相等，等温线的疏密可反映出不同区域导热热流密度的大小。 牛牛文库文档分享系统中某一点所在的等温面与相邻等温面之间的温差与其法线方向间的距离之比的极限为该点的温度梯度，记为gradt2.1 导热基本定律 （2）导热基本定律的一般描述 温度梯度稳态温度场或者非稳态温度场瞬时:温度梯度是向量；正向朝着温度增加的方向沿温度梯度方向，温度变化最快可以看作各个方向上温度变化率的合集 牛牛文库文档分享q2.1 导热基本定律 （2）导热基本定律的一般描述 热流密度矢量这里，热流密度矢量特别针对沿着温度梯度方向发生的热传递。温度梯度和热流密度的方向都是在等温面的法线方向。对于各向同性材料，热流密度矢量方向是热流密度最大的方向，也可以看作各个方向热流密度的合集。 牛牛文库文档分享 n dt dn t t+dt t1 t2 0 x δ2.1 导热基本定律 （2）导热基本定律的一般描述 傅立叶导热定律的一般形式傅里叶定律：系统中任一点的热流密度与该点的温度梯度成正比而方向相反 牛牛文库文档分享dydzdx2.2 导热问题的数学描写 （1）导热微分方程 微元体内热力学能的增加导入微元体内的净热能微元体内产生的能量 牛牛文库文档分享dydzdx单位时间，单位体积内产生的热力学能2.2 导热问题的数学描写 （1）导热微分方程 牛牛文库文档分享dydzdx2.2 导热问题的数学描写 （1）导热微分方程 牛牛文库文档分享dydzdx2.2 导热问题的数学描写 （1）导热微分方程 牛牛文库文档分享2.2 导热问题的数学描写 （1）导热微分方程 非稳态项扩散项源项实质：能量守恒定律 牛牛文库文档分享2.2 导热问题的数学描写 （1）导热微分方程 对于圆柱坐标系 牛牛文库文档分享2.2 导热问题的数学描写 （1）导热微分方程 对于球坐标系 牛牛文库文档分享2.2 导热问题的数学描写 （2）导热微分方程的简化 导热系