4.3.1.2等温面 在同一时刻，具有相同温度的各点组成的面称为等温面。因为在空间同 一点不可能同时有两个不同的温度，所以温度不同的等温面不会相交。 4.3.1.3温度梯度 沿和等温面相交的任一方向移动，温度发生变化，即有热量传递。温度随 距离的变化程度沿法向最大。 温度梯度：相邻两等温面间温差△t与其距离△n之比的极限： △t O lim △n→0△n -grad t On 〖说明〗 grad t +△t √温度梯度为向量，其正方向为温度增加的方 向，与传热方向相反。 稳定的一维温度场，温度梯度可表示为： t-△t grad t= dt dx
4.3.1.2 等温面 在同一时刻，具有相同温度的各点组成的面称为等温面。因为在空间同 一点不可能同时有两个不同的温度，所以温度不同的等温面不会相交。 4.3.1.3 沿和等温面相交的任一方向移动，温度发生变化，即有热量传递。温度随 距离的变化程度沿法向最大。 温度梯度：相邻两等温面间温差△t与其距离△n之比的极限： grad t n t n t lim n 0 = = → dx dt grad t = t+Δt t t-Δt grad t Q Δn 〖说明〗 ✓温度梯度为向量，其正方向为温度增加的方 向，与传热方向相反。 ✓稳定的一维温度场，温度梯度可表示为：
4.3.2热传导基本定律-傅立叶定律 物体或系统内导热速率的产生，是由于存在温度梯度的结果， 且热流方向和温度降低的方向一致，即与负的温度梯度方向一致 后者称为温度降度。 傅立叶定律是用以确定在物体各点存在温度差时，因热传导而 产生的导热速率大小的定律。 定义：通过等温面的导热速率，与其等温面的面积及温度梯度成 正比： do a ds Ot On dQ=-Mds on 式中：dQ-导热速率，W dS-等温表面的面积，m2 入-比例系数，称为导热系数，W/(mC) “-”-表示热流方向与温度梯度方向相反
4.3.2 热传导基本定律 -傅立叶定律 物体或系统内导热速率的产生，是由于存在温度梯度的结果， 且热流方向和温度降低的方向一致，即与负的温度梯度方向一致， 后者称为温度降度。 傅立叶定律是用以确定在物体各点存在温度差时，因热传导而 产生的导热速率大小的定律。 定义：通过等温面的导热速率，与其等温面的面积及温度梯度成 正比： 式中：dQ－导热速率，W dS－等温表面的面积，m2 λ－比例系数，称为导热系数，W/(m·℃) “－”－表示热流方向与温度梯度方向相反 n t dQ dS n t dQ dS = −
4.3.3导热系数 将傅立叶定律整理，得导热系数定义式： do ds o On 物理意义：导热系数在数值上等于单位温度梯度下的热通量。 因此，导热系数表征物体导热能力的大小，是物质的物性常数 之一。其大小取决于物质的组成结构、状态、温度和压强等。 导热系数大小由实验测定，其数值随状态变化很大。 大 金属非金属固体液体 气体 小
4.3.3 将傅立叶定律整理，得导热系数定义式： 物理意义：导热系数在数值上等于单位温度梯度下的热通量。 因此，导热系数表征物体导热能力的大小，是物质的物性常数 之一。其大小取决于物质的组成结构、状态、温度和压强等。 导热系数大小由实验测定，其数值随状态变化很大。 大 ⎯金属 ⎯⎯非金属固体 ⎯⎯⎯⎯液体 ⎯气体 ⎯→小
4.3.3.1固体的导热系数 金属：35~420W/(mC),非金属：0.2~3.0W/(mC) √固体中，金属是最好的导热体。 纯金属：t↑，入↓ 冬金属：纯度↑，入个 非金属：p,t↑，入t 〖说明】 √对大多数固体，入值与温度大致成线性关系： 2=元o(1+Bt) 式中：入-固体在温度为tC时的导热系数，W/(mC) 入，-固体在温度为0℃时的导热系数，W/(m℃) 阝-温度系数。 冬大多数非金属：β>0 大多数金属：阝<0
4.3.3.1 固体的导热系数 金属：35～420W/(m·℃)，非金属：0.2～3.0W/ (m·℃) ✓固体中，金属是最好的导热体。 ❖纯金属：t↑，λ↓ ❖金属： 纯度↑， λ↑ ✓非金属：ρ，t ↑， λ↑ 〖说明〗 ✓对大多数固体，λ值与温度大致成线性关系： 式中： λ－固体在温度为 t℃时的导热系数，W/(m·℃) λ0－固体在温度为 0℃时的导热系数，W/(m·℃) β－温度系数。 ❖ 大多数非金属：β>0 ❖ 大多数金属：β<0 (1 ) 0 = + t
√在热传导计算中，用物体的平均导热系数代替各点处的导热： 系数，以简化计算，引起的误差很小。方法： 0元=3+ :元，2，-壁面两侧的导热系数 2 0tn=+ 查图表或手册〉入 4.3.3.2液体的导热系数 液体导热系数：0.07~0.7W/(mC) t↑，入（水、甘油除外） 冬金属液体：其入比一般液体高，其中纯Na最高 公非金属液体：纯液体的入比其溶液的大 在缺乏实验数据时，溶液的导热系数可按经验公式估算，导 热系数估算式为： 有机化合物水溶液：入m=0.9∑a入； a;- 组分的质量 有机化合物的互溶混合液：入m=∑a入 分率
✓在热传导计算中，用物体的平均导热系数代替各点处的导热 系数，以简化计算，引起的误差很小。方法： 4.3.3.2 液体的导热系数 液体导热系数：0.07～0.7W/(m·℃) t↑， λ↓(水、甘油除外) ❖金属液体：其λ比一般液体高，其中纯Na最高 ❖非金属液体：纯液体的λ比其溶液的大 在缺乏实验数据时，溶液的导热系数可按经验公式估算，导 有机化合物水溶液： λm =0.9∑aiλi 有机化合物的互溶混合液： λm=∑aiλi ⎯⎯⎯ ⎯→ + = − + = 查图表或手册 壁面两侧的导热系数 2 t , 2 1 2 m 1 2 1 2 t t ai－组分i的质量 分率