导热基本定律及稳态导热.pptVIP

一、通过平壁的稳态导热长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering2、通过多层平壁的导热多层平壁：由几层不同材料组成的平壁。例：房屋的墙壁—白灰内层、水泥沙浆层、红砖（青砖）主体层等组成。t1t2t3t4t1t2t3t4三层平壁的稳态导热一、通过平壁的稳态导热长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineeringt1r1t2r2t3r3t4t1t2t3t4t多层平壁，第一类边界条件已知q，如何计算其中第i层的右侧壁温？一、通过平壁的稳态导热长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineeringh1,tf1h2,tf2多层、第三类边条件热阻分析法得：t1r1t2r2t3r3t4tf1rh1rh2tf2长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering例2：如图所示的双层平壁中，导热系数λ1，λ2为定值，假定过程为稳态，试分析图中三条温度分布曲线所对应的λ1和λ2的相对大小。0xttw1tw2λ2λ1①②③长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering01例3：一双层玻璃窗，高2m，宽1m，玻璃及双层玻璃间的空气夹层厚度均为5mm，玻璃的导热系数为1.05W/(m·K)，，夹层中的空气完全静止，空气的导热系数为0.025W/(m·K)。如果测得冬季室内外玻璃表面的温度分别为15℃和5℃，试求玻璃窗的散热损失，并比较玻璃与空气夹层的导热热阻。021长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering2解：这是一个三层平壁的稳态问题。3散热损失：4单层玻璃导热热阻：5空气夹层导热热阻：6空气夹层的导热热阻是单层玻璃的0.1/0.00238=42倍长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering如果采用单层玻璃窗，则散热损失为：是双层玻璃窗散热损失的44倍，可见采用双层玻璃窗可以大大减少散热损失，节约能源。0302013241长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering假设单管长度为l，圆筒壁的外半径小于长度的1/10。单层圆筒壁圆柱坐标系：二、通过圆筒壁的稳态导热二、通过圆筒壁的稳态导热3241长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering数学描述：一维、稳态、无内热源、λ为常数第一类边界条件：长江大学机械工程学院温度呈对数曲线分布。SchoolofMechanicalEngineering应用边界条件:对上述方程(a)积分两次:二、通过圆筒壁的稳态导热STEP3STEP2STEP1长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering圆筒壁内温度分布曲线的形状？通过圆筒壁的稳态导热圆筒壁内温度分布：长江大学机械工程学院长为l的圆筒壁的导热热阻SchoolofMechanicalEngineering圆筒壁内部的热流密度和热流分布情况：虽然是稳态，但热流密度q与半径r成反比！二、通过圆筒壁的稳态导热二、通过圆筒壁的稳态导热长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering二、通过圆筒壁的稳态导热长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering单层圆筒壁，第三类边界条件，稳态导热：h1h2长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering长江大学机械工程学院SchoolofMechanicalEngineering平面上过切点与曲线的切线垂直的直线叫曲线的法线。法线的方向向量称为曲线的法向量，法向量的方向有两个，对于平面闭曲线，指向曲线所围区域的法向量，称为曲线的内法线方向向量，另一个方向的法向量称为曲线的外法线方向向量。δ/λ——面积热阻；δ/Aλ——热阻二次曲线凹向取决于系数b的正负。当b0，λ=λ0(1+bt)，随着t增大，λ增大，即高温区的导热系数大于低温区。所以高温区的温度梯度dt/dx较小，而形成上凸的温度分布。当b0，情况相反。合分比定律热阻分析法适用于一维、稳