4.2热传导 安 交·4.2.1热传导的基本定律一傅立叶定律 大。42,2导热系数 化 工·423热传导微分方程及其定解条件 愿·424稳态热传导 理 42.5非稳态热传导 子·42.6热传导问题的数值解法 件 返回 前页 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 11 后页 主题 4.2 热传导 • 4.2.1 热传导的基本定律—傅立叶定律 • 4.2.2 导热系数 • 4.2.3 热传导微分方程及其定解条件 • 4.2.4 稳态热传导 • 4.2.5 非稳态热传导 • 4.2.6 热传导问题的数值解法
西4.2.1热传导的基本定律一傅立叶定律 安 交°大量的实践表明 大 热量以传导形式传递肘,单位肘间内通过单 化位面积所传递的热量与当地温度梯度成正比。 对于一维问题,可表示为 原 理 9=-2O 式中入为比例系数,称为导热系数,W/(m℃C)或W/(mK) 子 为x方向上的温度梯度,℃/m或K/m; q为热通量,W/m2; 件 —负号表示热量传递的方向指向温度降低的方向 返回 前页 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 12 后页 主题 4.2.1 热传导的基本定律—傅立叶定律 • 大量的实践表明 热量以传导形式传递时，单位时间内通过单 位面积所传递的热量与当地温度梯度成正比。 对于一维问题，可表示为 x t q = − ——为x方向上的温度梯度,℃/m或K/m； ——式中为比例系数，称为导热系数，W/(m·℃) 或W/(m·K)； ——q为热通量, W/m2； ——负号表示热量传递的方向指向温度降低的方向
西4.2.1热传导的基本定律一傅立叶定律 安 大物体温度是三维空间坐标的函数时, 则热通量矢量表示为 化 原 q=-元 an 理 式中n为空间某点的温度梯度; 子课 是通过该点的等温线上的法向单位矢量,指 向温度升高的方向。 件 返回 前页 13 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 13 后页 主题 4.2.1 热传导的基本定律—傅立叶定律 当物体温度是三维空间坐标的函数时， 则热通量矢量表示为 n n t q = − ——式中 n 为空间某点的温度梯度； n t —— 是通过该点的等温线上的法向单位矢量，指 向温度升高的方向
42.2导热系数 安 at 大 1.定义式 an 化的物理意义:表示温废梯度为Km或1℃/m时,单位 时间通过单位面积的热量。即:单位温度梯度下的热通量。 原说明: 狸(1)导热糸数越大,物体的导热性能越好,即在相同的温 电度梯度下传热速率越大。 子课 (2)各类物质导热糸数的近似关糸: 物质种类金属非金属固体液体 气体绝热材料 件 λ,w/(mk) 15~430 0.2~3.0 0.07~070006~0.6<0.25 返回 前页 144 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 14 后页 主题 4.2.2 导热系数 t q n n = 1.定义式 的物理意义：表示温度梯度为1K/m或1℃/m时，单位 时间通过单位面积的热量。即：单位温度梯度下的热通量。 物质种类 金属 非金属固体 液体 气体 绝热材料 ,W/(mk) 15～430 0.2～3.0 0.07～0.7 0.006～0.6 <0.25 说明： （1）导热系数越大，物体的导热性能越好，即在相同的温 度梯度下传热速率越大。 （2） 各类物质导热系数的近似关系：
42.2导热系数 安 交·2.影响因素 大 大多数均一的固体,其导热糸数在一定温度范围内与 化 温度近似成直线关糸,可用下式表示: = (1+kt) 0 原 式中入为固体在0℃时的导热系数,k为温度系数,1/℃,对大多 理 数金属材料为负值,对大多数非金属固体材料为正值。 子 有机均相混合液体的导热糸数可用下式估算 mIx ∑ v;1 有机水嵱液的导热糸数的估算式为 Amix=0.9>w; ni 件 式中w为组分的质量分数,;为纯组分i的导热系数 返回 前页 15 后页 王题
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 返回 前页 15 后页 主题 4.2.2 导热系数 • 2.影响因素 大多数均一的固体，其导热系数在一定温度范围内与 温度近似成直线关系，可用下式表示： (1 ) 0 = + kt ——式中0为固体在0℃时的导热系数，k为温度系数，1/℃, 对大多 数金属材料为负值，对大多数非金属固体材料为正值。 有机均相混合液体的导热系数可用下式估算 mix = wi i 有机水溶液的导热系数的估算式为 mix = 9wi i 0. ——式中wi为组分i的质量分数，i为纯组分i的导热系数