《传热12学时》ppt课件

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1、第2章传热（12学时）第1讲：6.1概述化工生产中常见的传热操作方式、载热体、传热速率、传热机理、牛顿冷却定律。（了解）6.2热传导6.2.1傅立叶定律和导热系数（理解）;6.2.2通过单层平壁和多层平壁的定态导热过程计算（重点掌握）6.2.3通过单层圆筒壁和多层圆筒壁的定态导热过程计算（重点掌握）1、通过单层圆筒壁的定态导热过程计算8/11/20211第6章传热温度场Temperaturefield稳定温度场传热沿着等温面的法线方向进行。HeatconductionFourier’slaw高温低温6.6.材料的导热系数λ8/11/20212第6章传热1、热导率是物性参数，与材料种类

2、及温度t有关。气体的热导率,只有在压力很高或很低时，才随压力的增加而增大。热导率越大，导热性能越好。注：绝热材料常制成多孔状，目的是减小热导率。在建筑物中的非承重墙,使用空心砖目的就是为了有利于保温。2、λ纯金属＞λ合金＞λ建筑材料＞λ液体＞λ绝热材料＞λ气体。材料的热导率λ(导热系数)8/11/20213第6章传热1、单层平壁6.2.2通过平壁的定态导热过程定态一维温度场在平壁内传热的过程中，传热速率q与时间τ无关系。传热速率q与传热位置x亦无关。在传热位置x之处，取传热面积为单位面积，厚度为Δx的传热体，进行热量衡算：8/11/20214第6章传热如果总的传热面上的传热是均匀的，

3、则总传热面积上的传热速率为平壁内的温度分布：1、单层平壁λ取为平均温度下的数值8/11/20215第6章传热2、多层平壁各层温度差与其单位传热面积上热阻的关系：由上式分析可知,层内热阻大，层内温差大；层内热阻小，层内温差小。层内温度差是热阻的反映。t1-t4是传热过程的推动力。t1由设备内的操作条件所决定，t4由所设计的保温层情况及设备外环境条件所决定。P179例6-2多层平壁8/11/20216第6章传热传热面为圆筒壁，采用柱坐标考察问题。一维：径向(radial)半径增大，圆筒面增大。Q(J/s)与时间、与半径r无关，q(q=Q/A)与半径r有关。一维稳定的温度场Q1、单层圆筒壁

4、热传导6.2.3通过圆筒壁的稳定热传导过程计算8/11/20217第6章传热Q单层圆筒壁的稳定热传导8/11/20218第6章传热Q或者8/11/20219第6章传热Q圆筒壁中的温度分布：8/11/202110第6章传热圆筒壁：或者式中的Am平壁：Am=A公式汇总：球壁：8/11/202111第6章传热多层平壁稳定热传导单层圆筒壁热传导8/11/202112第6章传热回顾单层圆筒壁热传导Q6.2.3通过圆筒壁的稳定热传导过程计算2、多层圆筒壁8/11/202113第6章传热t1-t4是传热过程的推动力，各层温度差是相应层内热阻的反映。将λ值最小的材料靠近高温侧放置，Q/L会最小。各层

5、内温度差是各层热阻大小的反映。8/11/202114第6章传热多层圆筒壁的稳定热传导8/11/202115第6章传热多层圆筒壁的稳定热传导8/11/202116第6章传热例:管路热损失的计算：为减少热损失，在外径为150mm的饱和蒸汽外覆盖厚度为100mm的保温层，保温材料的导热系数λ＝0.103＋0.000198t（式中t为0C）。已知饱和蒸汽温度为1800C，并测得保温层中央厚度为50mm处的温度为1000C，试求：（1）由于热损失每米管长的蒸汽冷凝量为多少？（2）保温层的外测温度为多少？8/11/202117第6章传热8/11/202118第6章传热考察单位管长上的传热量8/1

6、1/202119第6章传热8/11/202120第6章传热例：用平板法测定材料的导热系数，平板状材料的一侧用电热器加热，另一侧用冷水冷却，同时在板之两侧均用热电偶测定其表面温度。将所测材料制成厚度为δ、直径为120mm的圆形平板。现测得电加热器的功率为40.0W，两侧面的温度分别为200oC和80oC。由于安装不当，待测材料的两边各有一层厚度为0.1mm的静止空气层，不计热损失，求所测材料导热系数的近似值λ’、准确值λ、相对误差。解：（1）近似值λ’（2）准确值λ（3）相对误差8/11/202121第6章传热例1：φ50×5的不锈钢管，其导热系数λ1=16w/(m.k)，外包30mm

7、厚的石棉，石棉的导热系数λ2=0.2w/(m.k)。若管内壁温度为350oC，保温层外壁温度为100oC，试计算每米管长的热损失。解：8/11/202122第6章传热例2（接上题）：φ50×5的不锈钢管，其热导率λ1=16w/(m.k)，外包30mm厚的石棉，石棉的热导率λ2=0.2w/(m.k)。若管内壁温度为350oC，保温层外壁温度为100oC。（已计算出单位管长的热损失为397w/m。）若在石棉层外再包一层厚30mm，热导率为λ３=0.０７w/(m