《浙江大学化工原理(过程工程与控制乙) 2009ppe-chap41》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江大学化工原理(过程工程与控制乙) 2009ppe-chap41（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 热量传递基础 （Chapter 4 Fundamentals of heat transfer ）n4.1 概述n4.2 热传导(Conduction)n4.2.1傅立叶定律(FOURIERS law)n4.2.2导热微分方程(Differential equation of conduction)n4.2.3一维稳态导热(Steady-state conduction)n4.2.4非稳态导热(Unsteady-state conduction)2009-2-4.1概述第四章 热量传递基础 （Chapter 4 Fundamentals of heat transfer ）conduc
2、tionconvectionradiationNatural and forced convection2009-2-4.2 热传导4.2.1 傅立叶定律(FOURIERS law)Area of isothermal surfaceRate of heat flowheat flux2009-2-负号表示q与温度梯度方向相反称为导热系数 , 单位为W/mK物性之一：与物质种类、热力学状态（T、P）有关物理含义：代表单位温度梯度下的热通量大小，故物质的越大，导热性能越好。一般地， 导电固体 非导电固体， 液体 气体T ， 气体， 水，其它液体的 。Thermal conductivity200
3、9-2-4.2.2 导热微分方程n(Differential equation of conduction)2009-2-即2009-2-若为常数，则：定解条件：2009-2-由以上方程和边界条件、初始条件可数值求解温度场。但是，下面我们将重新从热量衡算出发求解一维导热问题 。*4.2.3一维稳态导热(Steady-state conduction)2009-2-一、无限大单层平壁一维稳态导热（无内热源 ）-可见温度分布为直线若为常数，则：*4.2.3一维稳态导热-薄壳衡算法2009-2-二、无限大多层平壁一维稳态导热（无内热源）*4.2.3一维稳态导热-薄壳衡算法Driving forceT
4、hermal resistance2009-2-思考1：若上述平壁的右侧与环境进行对流传热，设环境 温度为t0、对流传热系数为，则传热量表达式如何？*4.2.3一维稳态导热-薄壳衡算法2009-2-三、无限长单层圆筒壁一维稳态导热（无内热源 ）若为常数，则：-可见温度分布为对数关系*4.2.3一维稳态导热-薄壳衡算法2009-2-*4.2.3一维稳态导热-薄壳衡算法2009-2-对数平均、算术平均、几何平均的比较 ：绿线-对数平均黄线-几何平均红线-算术平均平 均 值x=5时对数平均几何平均算术平均2009-2-Q=常数，但 q常数四、无限长多层圆筒壁一维稳态导热（无内热源 ）*4.2.3一维
5、稳态导热-薄壳衡算法2009-2-思考1：气温下降，应添加衣服，应把保暖性好的衣服 穿在里面好，还是穿在外面好？思考2：圆管保温层越厚，保温效果越好吗 ？*4.2.3一维稳态导热-薄壳衡算法b1b212Qb2b121Q2009-2-*4.2.3一维稳态导热-薄壳衡算法五、保温层的临界厚度2009-2-影响因素：接触材料的种类及硬度，接触面的粗糙程度，接触面的压紧力，空隙内的流体性质。接触热阻一般通过实验测定或凭 经验估计*4.2.3一维稳态导热-薄壳衡算法六、接触热阻2009-2-4.2.4 非稳态导热(Unsteady-state conduction)2009-2-4.2.4非稳态导热2009-2-【例4.1】外径为25mm的钢管，其外壁温度保持350 不变，为减少其热损失，管外包一层导热系数为0.2 W/（mK）的保温层。已知保温层外壁对空气的对流 传热系数近似为10 W/（m2K），空气温度为20。试 求：（1）保温层厚度分别为2mm、5mm、7mm时每米管长的 热损失以及保温层外表面的温度t1。（2）保温层厚度为多少时的热损失最大？此时单位管 长热损失为多少？t1为多少？（3）若要起到保温作用，保温层厚度至少为多少？设 保温层厚度对管外空气对流传热系数的影响可忽略。2009-2-2009-2-2009-2-2009-2-2009-2-2009-2-
