般地,λ导电固体>入非导电固体,λ液体>气体 T,先气体个,水个,其它液体的A↓。 为物体的特性由实验确定其数值,并记载在有关化工手册中。 物质种类气体 液体 非导固体金属 绝热材料 U.006 W/(moC) 0.07~0.70.2~3.015~420 0.25 0.6 (3)各类物质的导热系数 l固体的导热系数 金属固体的热传导主要由电子的移动来实现。因此良好的导 电体,也是良好的导热体。非金属固体的热传导主要由原子 的振动来实现。 化工原理 第五章传热 11/102
化工原理 第五章 传 热 11/102 ------为物体的特性由实验确定其数值，并记载在有关化工手册中。 物质种类 气体 液体 非导固体 金属 绝热材料 λ W/(m oC） 0.006～ 0.6 0.07～0.7 0.2～3.0 15～420 <0.25 一般地， λ导电固体> λ非导电固体 ， λ液体> λ气体 T ↑ ， λ气体 ↑ ， λ 水 ↑，其它液体的 λ ↓ 。 (3)各类物质的导热系数 固体的导热系数 金属固体的热传导主要由电子的移动来实现。因此良好的导 电体，也是良好的导热体。非金属固体的热传导主要由原子 的振动来实现
对于大多数固体,有:=^1+Bt) 其中;200℃时的导热系数; β~温度系数,对大多数金属材料,β为负值; 而对大多数非金属材料,β为正值;对理想气体,β=1/K l液体的导热系数 由于液体分子间相互作用的复杂性,液体导热系数的理论推 导比较困难,目前主要依靠实验方法测定。 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。 〗气体的导热系数 在相当大的压力范围内,导热系数随压力的变化不大。温度 升高,λ增大 气体不利于导热,有利于保温,固体保温材料均为多孔性结构固体 化工原理 第五章传热 12/102
化工原理 第五章 传 热 12/102 液体的导热系数 由于液体分子间相互作用的复杂性，液体导热系数的理论推 导比较困难，目前主要依靠实验方法测定。 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。 气体的导热系数 在相当大的压力范围内，导热系数随压力的变化不大。温度 升高， λ增大。 -------气体不利于导热，有利于保温，固体保温材料均为多孔性结构固体。 对于大多数固体，有： λ = λ 0(1+ βt) 其中： λ 0 ～ 0℃时的导热系数； β～温度系数，对大多数金属材料， β为负值； 而对大多数非金属材料， β为正值；对理想气体， β =1/K
5.22平壁一维稳态热传导 、单层平壁一维稳态热传导 假设Ⅰ:稳定温度场; Ⅱ:无限大平壁。 at dt 则:t=f(x),即 an dx 且Q在0->b范围内保持不变。 传热速率为常量,则 @=-ay dr 0 XX+dx b 假设:入=常数 单层平壁导热 边界条件: b t-t,(t,>t, 化工原理 第五章传热 13/102
化工原理 第五章 传 热 13/102 假设Ⅰ：稳定温度场； Ⅱ：无限大平壁。 则：t=f(x)，即 且Q在0 →b范围内保持不变。 传热速率为常量，则： dx dt n t = ∂ ∂ 单层平壁导热 dx dt −= λSQ t1 t2 x x+dx b x t Q 0 5.2.2平壁一维稳态热传导 一、单层平壁一维稳态热传导 假设： λ =常数 边界条件： x=0 t=t 1 x=b t=t 2 （ t 1 ＞ t 2 ）
积分得: dt O 2=-2s R dx b 其中:R=xs为导热热阻,℃·W1 将上式可归纳为:过程传递速率。过程的推动力 过程的阻力 多层平壁的稳定热传导 假设:I:稳定热传导; Ⅱ:各层之间接触良好,且面积相等。 Q 由假设I得:Q1=Q2=Q3=Q t4 ∠t Q O=O,= R2 n,S b λ1S b R 图2-5:多层平壁导热 n3S 化工原理 第五章传热 14/102
化工原理 第五章 传 热 14/102 其中：R= 为导热热阻，℃·W-1 将上式可归纳为：过程传递速率 = 二、多层平壁的稳定热传导 假设： Ⅰ：稳定热传导； Ⅱ：各层之间接触良好，且面积相等。 由假设Ⅰ得： Q 1=Q 2=Q 3=Q ( ) 21 tt b S Q −= λ R t S b tt Δ λ = − = 21 S b λ 过程的阻力 过程的推动力 t1 t2 x t Q t3 t4 b1 2 3 b b 图2-5:多层平壁导热 1 1 1 21 1 R t S b tt QQ Δ λ = − == 2 2 2 32 2 R t S b tt QQ Δ λ = − == 3 3 3 43 3 R t S b tt QQ Δ λ = − == 积分得： dx dt −= λSQ
三式相加得: t,-t, R1+R2+R3 11S+A2.3S 对于n层,有: ∑"∑ i=1 推论I:串联热阻叠加原则:串联传热过程的推动力为各分过 程的推动力之和,串联传热过程的总热阻为各分过程的热阻之 和 推论Ⅱ:稳定串联传热过程,各分过程的温差和其热阻成正比。 化工原理 第五章传热 15/102
化工原理 第五章 传 热 15/102 三式相加得： S b S b S b tt RRR tt Q 3 3 2 2 1 1 41 321 41 λλλ ++ + − = ++ − = 对于 n层，有： 推论Ⅰ：串联热阻叠加原则：串联传热过程的推动力为各分过 程的推动力之和，串联传热过程的总热阻为各分过程的热阻之 和。 推论Ⅱ：稳定串联传热过程，各分过程的温差和其热阻成正比 。 ∑ ∑ = = = n i i n i i R t Q 1 1 Δ