浙江大学化工原理课件chap4-1.ppt

n4.1 4.1 概述概述n4.2 4.2 热传导热传导 4.2.1 4.2.1傅立叶定律傅立叶定律 4.2.2 4.2.2导热微分方程导热微分方程 4.2.3 4.2.3一维稳态导热一维稳态导热 4.2.4 4.2.4非稳态导热非稳态导热幻灯片1目录浙江大学本科生课程 化工原理1第四章 热量传递基础第四章第四章热量传递基础热量传递基础4.1概述概述浙江大学本科生课程 化工原理2第四章 热量传递基础4.2 热传导热传导4.2.1 傅立叶定律傅立叶定律浙江大学本科生课程 化工原理3第四章 热量传递基础负号表示负号表示q q与温度梯度方向相反与温度梯度方向相反称为导热系数称为导热系数,单位为单位为W/mK 4.2 热传导热传导4.2.1 傅立叶定律傅立叶定律物性之一：物性之一：与物质种类、热力学状态（与物质种类、热力学状态（T T、P P）有关有关 物理含义：物理含义：代表单位温度梯度下的热通量大小，代表单位温度梯度下的热通量大小，故物质的故物质的 越大，导热性能越好。越大，导热性能越好。一般地一般地，导电固体导电固体 非导电固体非导电固体，液体液体 气体气体 T T ，气体气体，水水，其它液体的，其它液体的 。浙江大学本科生课程 化工原理4第四章 热量传递基础4.2 热传导热传导4.2.2 导热微分方程导热微分方程浙江大学本科生课程 化工原理5第四章 热量传递基础即4.2.2 导热微分方程导热微分方程浙江大学本科生课程 化工原理6第四章 热量传递基础若为常数，则：定解条件：4.2.2 导热微分方程导热微分方程浙江大学本科生课程 化工原理7第四章 热量传递基础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一维稳态导热浙江大学本科生课程 化工原理8第四章 热量传递基础一、无限大单层平壁一维稳态导热（无内热源）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一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法浙江大学本科生课程 化工原理9第四章 热量传递基础二、无限大二、无限大多多层平壁一维稳态导热（无内热源）层平壁一维稳态导热（无内热源）*4.2.3一维稳态导热一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法浙江大学本科生课程 化工原理10第四章 热量传递基础思考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一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法浙江大学本科生课程 化工原理11第四章 热量传递基础三、无限长三、无限长单层圆筒壁单层圆筒壁一维稳态导热（无内热源）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一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法浙江大学本科生课程 化工原理12第四章 热量传递基础*4.2.3一维稳态导热一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法浙江大学本科生课程 化工原理13第四章 热量传递基础对数平均、算术平均、几何平均的比较对数平均、算术平均、几何平均的比较：绿线绿线-对数平对数平均均黄线黄线-几何平几何平均均红线红线-算术平算术平均均平均值x=5时对数平均对数平均几何平均几何平均算术平均算术平均浙江大学本科生课程 化工原理14第四章 热量传递基础 Q=常数，但 q常数四、无限长四、无限长多层圆筒壁多层圆筒壁一维稳态导热（无内热源）一维稳态导热（无内热源）*4.2.3一维稳态导热一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法浙江大学本科生课程 化工原理15第四章 热量传递基础思考思考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？思思考考2：圆管保温层越厚，保温效果越好吗？*4.2.3一维稳态导热一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法b1b2 1 2Qb2b1 2 1Q 浙江大学本科生课程 化工原理16第四章 热量传递基础*4.2.3一维稳态导热一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法五、保温层的临界厚度五、保温层的临界厚度浙江大学本科生课程 化工原理17第四章 热量传递基础影响因素：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一维稳态导热-薄壳衡算法薄壳衡算法六、接触热阻六、接触热阻浙江大学本科生课程 化工原理18第四章 热量传递基础4.2.4 非稳态导热非稳态导热浙江大学本科生课程 化工原理19第四章 热量传递基础4.2.4非稳态导热非稳态导热浙江大学本科生课程 化工原理20第四章 热量传递基础