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2025/4/28第三篇
传热学
2025/4/28学习导引稳态导热是指温度场不随时间变化的导热过程，热力设备在正常工作运行时发生的导热多数可简化为一维稳态导热。本章主要介绍工程上常见的一维稳态导热问题的计算。首先引入有关导热的基本概念，而后阐述了反映导热基本规律的傅里叶定律，并对其公式中的热导率进行了分析，最后讨论了一维稳态导热中傅里叶定律的具体应用，即平壁和圆筒壁的一维稳态导热计算。
2025/4/28学习要求本章的重点是掌握平壁、圆筒壁的一维稳态导热计算，通过学习应达到以下要求：理解温度场、等温线、等温面、温度梯度以及稳态导热的概念。掌握导热基本定律?傅里叶定律的物理意义和数学表达式。理解导热的物理概念，了解导热的微观机理。了解热导率的物理意义及影响热导率的因素。掌握单层平壁和多层平壁的一维稳态导热计算公式及其应用。掌握单层圆筒壁和多层圆筒壁的一维稳态导热计算公式及其应用。添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题
2025/4/28本章难点导热基本概念中，理解温度场、等温面（或等温线）及温度梯度等概念有一定的难度，要求初学者从物理概念入手比较容易。圆筒壁的导热面积与其半径成正比，虽然稳态导热中通过圆筒壁的热流量不变，但其热流密度却在变化，温度也不呈线性分布。为此圆筒壁的导热公式是由简单的微分方程导出的，必须从物理概念角度充分认识到这一点。
2025/4/28第一节导热的基本定律导电体的导热主要靠自由电子的运动来完成；导热又称热传导，是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而进行的热量传递现象。气体导热是气体分子不规则热运动时碰撞的结果;导热是物质的属性，在固体、液体和气体中均可进行，但微观机理有所不同。一、基本概念固体非导电固体则通过原子、分子在其平衡位置附近的振动来传导热量.
2025/4/28单纯的导热一般只发生在密实的固体中。气体与液体因为具有流动特性，在产生导热的同时往往伴随宏观相对位移（即对流）而使热量转移。在工程应用中，一般把发生在换热器管壁、管道保温层、墙壁等固态材料中的热量传递均可看作导热过程处理。导热此现象最为普遍，也最具有应用价值液体其导热机理认为介于气体和固体之间。
2025/4/28某一时刻，物体中各点温度分布的状况称为温度场。2.温度场非稳态温度场:一般来说，温度场是空间坐标和时间的函数，其数学表达式为：空间各点温度随时间?而变化的温度场。稳态温度场:空间各点温度都不随时间?而变化的温度场。t=f（x、y、z）t=f（x、y、z、?）二维稳态温度场一维稳态温度场t=f（x、y）t=f（x）最简单,工程应用最多稳态温度场中发生的导热称为稳态导热。稳态导热:如各种热力设备在启动、停机或变工况时的温度场
2025/4/28在温度场中，同一时刻温度相同的点所构成的线或面称为等温线或等温面。3.等温线、等温面和温度梯度等温线和等温面的特点：（1）任意两个等温线或等温面永不相交。（2）等温线或等温面可以在物体内部是完全封闭的曲线或曲面，也可终止于物体的边缘，但不可以在物体内部中断。（3）等温线或等温面上温度差为零，没有热量的传递。热量传递只是沿着最短的途径进行，即沿着等温面或等温线的法线方向进行。空间中任何一点不可能同时具有两个不同的温度值等温线、等温面
2025/4/28等温面法线方向上的温度增量?t与法向距离?n的比值的极限，称为温度梯度，记为gradt，单位为℃/m。即：温度梯度对一维稳态温度场，温度梯度为：温度梯度是向量，指向温度增加的方向。热量传递方向与温度梯度方向恰好相反
2025/4/28二、导热基本定律也称傅里叶定律。或对于一维稳态导热，傅里叶定律可表示为?:热流量，W；A:导热面积，m2；?:热导率，W/（m?K）;q:热流密度，W/m2;“—”:表示热流方向与温度梯度的方向相反，永远指向温度降低的方向。该定律指出：当导热体内进行的是纯导热时，单位时间内以导热方式传递的热量，与温度梯度及垂直于导热方向的导热面积成正比。热流量和热流密度反映了热量传递快慢的程度，它们之间的关系为：123456
2025/4/28三、热导率影响热导率的因素主要有:物质种类、温度、结构、密度、湿度等。热导率在数值上等于单位温度梯度作用下的热流密度热导率表示物质导热能力的大小。
2025/4/28添加标题工程上常见物质的热导率可从有关手册查得。添加标
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