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1、河北化工医药职业技术学院教案第 页第三节 热传导一、导热基本方程和导热率（导热系数）1导热基本方程（热传导方程式）如图 5-10 所示。均匀材料构成的平壁，且 1t 2实践证明：单位时间内物体以热传导方式传递的热量 Q与传热面积 A成正比，与壁面两侧的温度差（ 1t 2）成正比，而与壁面厚度 成反比，即 21tAQ引入比例系数 ，则得 21t上式称为热传导方程式，或称为傅里叶定律。把上式改写成下面的形式= 21tAQ均R式中： 21t，为导热过程的推动力。均R=，为单层平壁的导热热阻。2导热率（导热系数）21tAQW/（mK）或 W/（m)导热系数的意义是：当间壁的面积为 1 m2，厚度为 1
2、 m，壁面两侧的温度差为 1K时，在单位时间内以热传导方式所传递的热量。显然，导热系数 值越大，则物质的导热能力越强。河北化工医药职业技术学院教案第 页各种物质的导热系数通常用实验方法测定。一般来说，金属的导热系数最大，非金属固体次之，液体的较小，而气体的最小。（1）固体的导热系数 ;（2）液体的导热系数;（3）气体的导热系数二、通过平壁的稳定热传导1单层平壁的热传导（导热基本方程）21tAQ或 = 21tAQ均R2多层平壁的热传导以三层壁为例，如图 5-11 所示 三种不同材质构成的多层平壁截面积为 A，各层的厚度为 1， 2和 3，各层的导热系数为 1， 2和 3，若各层的温度差分别为 1
3、t，t和 ，则三层的总温度差 321t。稳定传热，各层的传热速率相等，下式的关系成立321ttAQ321t 导导导导 RtRt321结论：多层平壁的导热的总推动力等于各层导热的推动力之和；多层平壁的导热的总热阻等于各层导热的热阻之和。该式还可变形为下式 均均均RtAQt11，均均均RtAQt22，河北化工医药职业技术学院教案第 页均均均RtAQt33 结论：在多层平壁导热中，推动力大的壁面其热阻也大。壁面温度的计算：由 得 11导RAt112导RAQt同理： 343导Q【例题 5-5】三、通过圆筒壁的稳定热传导1单层圆筒壁的热传导圆筒壁导热与平壁导热区别：平壁导热面积为定值；圆筒壁导热面积随半径发生变化。假设：圆筒壁传热面积采用导热面积的平均值 ，则圆筒壁的热传导可仿照平壁的热传均A导来处理，即：21tQ均式中 LrA均均 ，带入上式得： 12rtLQ均1r圆筒内壁半径，m； 2圆筒外壁半径，m；均圆筒壁的平均半径，m； 圆筒长度，m。均r在工程计算中，采用对数平均值 12lnr均河北化工医药职业技术学院教案第 页当 21r时， 21r均单层圆筒壁的导热热阻为： 12rR导2多层圆筒壁的热传导三层圆筒壁，其公式为： 342312321 均均均均均均 ArrAtAttQ 34231241rInrIrIntL【例题 5-6】小结：平壁及圆筒壁的热传导作业：习题 5-9、习题 5-11
