《傅立叶定律》PPT课件

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1、第2讲：6.2热传导6.2.1傅立叶定律和导热系数;6.2.2通过单层平壁和多层平壁的定态导热过程计算6.2.3通过单层圆筒壁的定态导热过程计算。6.2.4通过多层圆筒壁的定态导热过程计算。第2章传热（12学时）7/15/20211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λ7/15/20212第6章传热1、导热系数是物性参数，与材料种类以及温度T有关。只有压力很高或

2、很低时，气体的导热系数才随压力的增加而增大。导热系数越大，导热性能越好。绝热材料多制成多孔状，以减小导热系数。2、λ纯金属＞λ合金＞λ建筑材料＞λ液体＞λ绝热材料＞λ气体。材料的导热系数λ7/15/20213第6章传热考察单位面积上的传热q与时间、位置无关。1、单层平壁7/15/20214第6章传热2、多层平壁若高温侧温度t1保持不变，使用几种保温材料，将导热系数最小的保温材料紧贴高温侧使用，使得外壁温度t2可以降低得更多（这正是保温产生的效果），散热速率可以达到最小。各层温度差与其单位面积上热

3、阻的关系：由式分析可知,层内热阻大，层内温差大；层内热阻小，层内温差小。此情况下，温度差是热阻的反映。在式中，t1-t4是传热的推动力。7/15/20215第6章传热圆筒壁一维：径向(radial)半径增大，圆筒面增大。Q(J/s)与时间、与半径无关，q(q=Q/A)与半径有关。一维稳定的温度场Q3、单层圆筒壁热传导7/15/20216第6章传热Q单层圆筒壁的稳定热传导7/15/20217第6章传热Q或者7/15/20218第6章传热Q分析圆筒壁中的温度分布：7/15/20219第6章传热圆筒壁

4、：或者式中的Am平壁：Am=A公式汇总：球壁：7/15/202110第6章传热多层平壁稳定热传导公式汇总：单层圆筒壁热传导7/15/202111第6章传热回顾单层圆筒壁热传导Q6.2.4多层圆筒壁的稳定热传导7/15/202112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。4、多层圆筒壁的稳定热传导将λ值最小的材料靠近高温侧放置，Q/L会最小。各层温度差是各层热阻大小的反映。7/15/202113第6章传热多层圆筒壁的稳定热传导7/15/202114第6章传热多层圆筒

5、壁的稳定热传导7/15/202115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？7/15/202116第6章传热7/15/202117第6章传热考察单位管长上的传热量7/15/202118第6章传热7/15

6、/202119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7/15/202120第6章传热例1：φ50×5的不

7、锈钢管，其导热系数λ1=16w/(m.k)，外包30mm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：7/15/202121第6章传热例2（接上题）：φ50×5的不锈钢管，其导热系数λ1=16w/(m.k)，外包30mm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。（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，导热系数为

8、λ３=0.０７w/(m.k)的保温材料。已知环境温度tb=20oC。保温材料外与环境之间的对流给热系数α在两种情况下相同。求：（１）单位管长的热损失；（２）保温层外壁温度t4。7/15/202122第6章传热解：加保温材料之前7/15/202123第6章传热加保温材料之后7/15/202124第6章传热6.2热传导完7/15/202125第6章传热6.3对流给热6.3.1对流给热过程分析;6.3.2对流给热过程的数学描述;6.3.3无相变的对流给热系数的经验关联式。第6章传热（12学时）后