混凝土0.762W/(m·K）；软木0.0433W/(m·K)；松木0.151W/(m·K)。冷库内壁面温度为-18℃，外壁面温度为24℃。求进入冷库的热流密度以及松木与软木交界面的温度。解：三层的导热，T=24℃，T=-18℃;b=0. 076 m, b,=0.100 m, b:=0. 013 m;入;=0. 762 W/ (m ·K), 入z=0. 0433 W/ (m · K),入3=0.151 W/ (m · K)。(1)计算热流密度q24-(-18)T, -T 4=16.8W/m21++50076+0100+0013元+元0.7620.0433*0.151(2)计算松木与软木交界面的温度T由q=入;(T;-T) /b；得T,=T,+qb3/ 入 3=-18+16.8 × 0. 013/0. 151=-16. 6 ℃【例2-2］内径为25.4mm，外径为50.8mm的不锈钢管，其热导率为21.63W/(m·K)。外包厚度为25.4mm的石棉保温层，其热导率为0.2423W/(m·K)。管的内壁面温度为538℃，保温层的外表面温度为37.8℃
混 凝 土 0.762 W/(m · K) ； 软 木 0.0433 W/(m·K)；松木 0.151 W/(m·K)。冷库内壁 面温度为-18 ℃，外壁面温度为 24 ℃。求 进入冷库的热流密度以及松木与软木交界 面的温度。 解：三层的导热，T1=24 ℃，T4=-18 ℃； b1=0.076 m，b2=0.100 m，b3=0.013 m； λ1=0.762 W/(m·K)，λ2=0.0433 W/(m·K)， λ3=0.151 W/(m·K)。 (1)计算热流密度 q 2 3 3 2 2 1 1 41 /8.16 151.0 013.0 0433.0 100.0 762.0 076.0 )18(24 mW bb b TT q = ++ −− = ++ − = λλλ (2)计算松木与软木交界面的温度T3 由 q=λ3(T3-T4)/b3 得 T3=T4+qb3/λ3 =-18+16.8×0.013/0.151=-16.6 ℃ ［例 2-2］ 内径为 25.4 mm，外径为 50.8 mm 的不锈钢管，其热导率为 21.63 W/(m·K)。 外包厚度为 25.4 mm 的石棉保温层，其热导 率为 0.242 3 W/(m·K)。管的内壁面温度为 538 ℃，保温层的外表面温度为 37.8 ℃
计算钢管单位长度的热损失及管壁与保温层分界面的温度。解：两层的导热，T=538℃，T3=37.8℃;ri=0.0254/2=0.0127m,rz=0050 8/2=0.025 4m,r:=r,+b=0.0254+0.0254=0.0508m;入,=21.63 W/(m·K)入z=0.2423 W/ (m· K)。(1)单位管长的热损失Q/L2元(T, -T,)g_L"ILn2+ILn"2元(538-37.8)= 1086W / m0.05080.025402242n04Ln(2)管壁与保温层分界面的温度T,Q_ 2元(T -T2)由得LLn2r()Ln。1T =T -(L"2元／L10.0254=538-1086×Ln532.5℃0.0127~2元×21.63
计算钢管单位长度的热损失及管壁与保温 层分界面的温度。 解：两层的导热，T1=538 ℃，T3=37.8℃； r1=0.0254/2=0.0127m， r2=0050 8/2=0.025 4m， r3=r2+b=0.0254+0.0254=0.0508m； λ1=21.63 W/( m·K) λ2=0.2423 W/( m·K)。 (1)单位管长的热损失 Q/L mW Ln Ln r r Ln r r Ln TT L Q /1086 0254.0 0508.0 2423.0 1 0127.0 0254.0 63.21 1 )8.37538(2 11 )(2 2 3 21 2 1 31 = + − = + − = π λλ π (2)管壁与保温层分界面的温度T2 由 1 2 211 )(2 r r Ln TT L Q − = πλ 得 11 2 12 2 1 )( r πλ r Ln L Q TT −= 5.532 63.212 1 0127.0 0254.0 1086538 = × ×−= × π Ln ℃
3对流传热3.1牛顿冷却定律与对流传热系数对流传热是指流体与固体壁面之间的传热，其传热速率由牛顿冷却定律给出：Q=αS·△T式中：α-对流传热系数，W/(m2·K);S-总传热面积，m2;△T-流体与壁面（或反之）间温度差的平均值，K或℃。对流传热系数α在数值上等于单位温度差下的热通量，它反映了对流传热的快慢，α越大表示对流传热越快。α不是流体的物理性质，而是受诸多因素影响的一个系数。几种对流传热情况下的α值范围见表2-3。流体的流动状态对α的影响如下：由于流体的粘性，在靠近壁面处存在一滞流内层，因此在垂直于流体流动方向上，热量的传递只能通过导热进行。由于流体的热导率较小，故滞流内层内的导热热阻较大，因此，该层中温度梯度较大。在湍流主体中，由于流体质点的剧烈混合并充满旋涡，因
3 对流传热 3．1 牛顿冷却定律与对流传热系数 对流传热是指流体与固体壁面之间的 传热，其传热速率由牛顿冷却定律给出： Q=αS·ΔT 式中：α-对流传热系数，W/(m2 ·K)； S-总传热面积，m2 ； ΔT-流体与壁面(或反之）间温度差的平均 值，K 或℃。 对流传热系数α在数值上等于单位温度差 下的热通量，它反映了对流传热的快慢，α 越大表示对流传热越快。 α不是流体的物理性质，而是受诸多因素影 响的一个系数。几种对流传热情况下的α值 范围见表 2-3。 流体的流动状态对α的影响如下： 由于流体的粘性，在靠近壁面处存在一滞流 内层，因此在垂直于流体流动方向上，热量 的传递只能通过导热进行。由于流体的热导 率较小，故滞流内层内的导热热阻较大，因 此，该层中温度梯度较大。在湍流主体中， 由于流体质点的剧烈混合并充满旋涡，因
此，流主体中温度梯度极小，各处温度基本相同，热量传递主要靠对流进行。，滞流内层、冷传热壁面ThA·菜体1)TwNLcCc)）)(()距离结论：对流传热的热阻主要集中在滞流内层，因此，减薄滞流内层的厚度是强化对流传热的主要途径。3.2对流传热系数关联式的建立方法3．2．1对流传热系数的获取途径目前求取对流传热系数关联式的方法有两种：理论方法与实验方法。3.2.2对流传热过程的因次分析无相变对流传热的准数关系式为：Nu=ARe" Pr" G'式中A，m，n，s都为常数，其值由实验确
此，湍流主体中温度梯度极小，各处温度基 本相同，热量传递主要靠对流进行。 结论：对流传热的热阻主要集中在滞流内 层，因此，减薄滞流内层的厚度是强化对流 传热的主要途径。 3．2 对流传热系数关联式的建立方法 3．2．1 对流传热系数的获取途径 目前求取对流传热系数关联式的方法有两 种：理论方法与实验方法。 3．2．2 对流传热过程的因次分析 无相变对流传热的准数关系式为： Nu=ARem Prn Gr s 式中 A，m，n，s 都为常数，其值由实验确
定。准数的名称、符号及意义列于表2-4，5。应用准数关联式应注意的事项：(1)公式的应用条件要在应用条件范围内使用这些经验公式。(2)定性温度与定性尺寸定性温度：是指用于决定准数中各物性的温度，也就是准数关联式中指定的用来查取物性的温度。通常，定性温度取：①流体进、出口温度的算术平均值（受迫流动下);②流体平均温度与换热壁面温度的算术平均值（自由流动下）。定性尺寸：是指在准数关联式中指定的某个固体边界的尺寸。3.．3流体在管内作强制对流3.3.1流体在圆形直管内作强制端流对于气体或低粘度（<2倍常温水的粘度）液体，采用如下关联式：Nu=0.023Re°8Pr
定。 准数的名称、符号及意义列于表 2-4，5。 应用准数关联式应注意的事项： (1)公式的应用条件 要在应用条件范围内 使用这些经验公式。 (2)定性温度与定性尺寸 定性温度：是指用于决定准数中各物性的温 度，也就是准数关联式中指定的用来查取物 性的温度。 通常，定性温度取： ① 流体进、出口温度的算术平均值(受迫 流动下)； ② 流体平均温度与换热壁面温度的算术 平均值(自由流动下)。 定性尺寸：是指在准数关联式中指定的某个 固体边界的尺寸。 3．3 流体在管内作强制对流 3．3．1 流体在圆形直管内作强制湍流 对于气体或低粘度（<2 倍常温水的粘度）液 体，采用如下关联式： Nu=0.023Re0.8Prn