化工原理ch3-2热传导.ppt

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1、2021/8/14第3章传热3.2.1热传导机理简介3.2.2傅里叶定律3.2.3热导率3.2.4单层平壁的定态热传导3.2.5单层圆筒壁的稳定热传导3.2.6通过多层壁的定态热传导3.2热传导2021/8/14热量从物体内部温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之相接触的温度、较低的另一物体的过程称为热传导，简称导热。特点：物质间没有宏观位移，只发生在静止物质内的一种传热方式。微观机理因物态而异3.2.1热传导机理简介2021/8/14λ——比例系数，称为热导率。w/m·k负号表示热流方向与温度梯度方向相反。—

2、—傅里叶定律3.2.2傅里叶定律2021/8/14热导率的定义在数值上等于单位温度梯度下的导热热通量，是物质的物理性质之一。3.2.3热导率2021/8/143.2.3.1固体的热导率纯金属的导热系数一般随温度的升高而降低，金属的导热系数大都随纯度的增加而增大。非金属的建筑材料或绝热材料的导热系数随密度增加而增大，也随温度升高而增大。3.2.3.2液体的导热系数在非金属液体中，水的导热系数最大。除水和甘油外，绝大多数液体的导热系数随温度的升高而略有减小，纯液体的导热系数比溶液的导热系数大。2021/8/143.2.3.3气

3、体的导热系数气体的导热系数很小，不利于导热，但有利于保温。气体的导热系数随温度升高而加大。在相当大的压强范围内，气体的导热系数随压强变化极小注意：在传热过程中，物质内不同位置的温度可能不相同，因而导热系数也不同，在工程计算中常取导热系数的算术平均值。2021/8/14边界条件为：x=0时，t=t1x=b时，t=t23.2.4单层平壁的定态热传导2021/8/14R—导热热阻，K/W；r—单位面积的导热热阻。传导距离b越大，传热面积和导热系数越小，传导热阻越大2021/8/143.2.5单层圆筒壁的热传导仿照平壁热传导公式，

4、通过该圆筒壁的导热速率可以表示为：2021/8/14分离变量积分：——圆筒壁的导热热阻这个式子也可以写成与平壁传导速率方程类似的形式2021/8/14——圆筒壁的内外表面的对数平均面积，m2当r2/r1≤2时可用算术平均值代替对数平均值2021/8/143.2.6通过多层壁的定态热传导3.2.6.1多层平壁的稳定热传导2021/8/14推广到n层平壁有：多层平壁导热是一种串联的导热过程，串联导热过程的推动力为各分过程温度差之和，即总温度差，总热阻为各分过程热阻之和，也就是串联电阻叠加原则。2021/8/143.2.6.2多

5、层圆筒壁的热传导与多层平壁的稳定热传导计算类似，可导出：2021/8/143.2.6.3接触热阻若以表示单位传热面的接触热阻，通过两层平壁的热通量变为：接触热阻与接触面的材料，表面粗糙度及接触面上压强等因素有关。