传热基本方式之热传导热传导源于物体内部分子微观运动,如固体内部相邻分子在碰撞时传递振动能:流体中既有分子间的振动能,还有分子的不规则运动:金属内部自由电子的转移。热传导基本概念温度场:某一时刻物体内部各点温度分布的总和。t = f(x,y,z,t)定态温度场:如果温度场内各点温度不随时间而变化t = f(x,y,z)等温面:定态温度场中,相同温度点组成的面。温度梯度:两等温面的温度差与其之间△tatlim的法向距离之比,在△n趋于零时的极限anAn->0 △nGLL
传热基本方式之热传导 热传导源于物体内部分子微观运动,如 固体内部相邻分子在碰撞时传递振动能; 流体中既有分子间的振动能,还有分子的不规则运动; 金属内部自由电子的转移。 热传导基本概念 GLL t f (x, y,z, ) 温度场:某一时刻物体内部各点温度分布的总和。 定态温度场:如果温度场内各点温度不随时间而变化 t f (x, y,z) 等温面:定态温度场中,相同温度点组成的面。 温度梯度:两等温面的温度差与其之间 的法向距离之比,在Δn趋于零时的极限 n t n t n 0 lim
傅立叶定律和导热系数傅立叶(Fourier)定律t+dtt-dt描述热传导的宏观规律热流方向atdt1=-2dx的正方向onx+dx热流密度正比于传热面的法向温度梯度,负号表示热流方向与温度梯度方向相反。a(W/m℃):导热系数,其值越大,导热性越好;越小,保温性越好。GLL
傅立叶定律和导热系数 傅立叶(Fourier)定律 描述热传导的宏观规律 热流密度正比于传热面的法向温度梯度,负号表示热流 方向与温度梯度方向相反。 (W/m℃):导热系数,其值越大,导热性越好; 越小,保温性越好。 n t q GLL
物体的导热系数(W/m℃)导热率是表征物质导热能力的物理量,为物质的物理性质之一。与材料的组成、结构、温度、压强以及聚集状态等诸多因素有关。一般通过实验测定。①金属>液体>气体;液态金属>一般液体;纯金属>合金纯液体>溶液;金属>建筑材料>绝缘材料;②随温度的上升,液体的下降,但水、甘油例外;随温度的上升,气体的上升;③固体的随温度呈线性关系,=2.(1+at),a为温度系数1/℃。对多数金属a是负值,而对非金属为正值。④只有压强很高或很低时,才考虑压强的影响。5气体的导热系数比液体更小,约为液体的1/10。气体金属液体物质种类建筑材料绝热材料W/(m·℃)20~4000.2~2.00.1~0.70.02~0.20.01~0.6GLL
物体的导热系数(W/m℃) 导热率是表征物质导热能力的物理量,为物质的物理性质 之一。与材料的组成、结构、温度、压强以及聚集状态等 诸多因素有关。一般通过实验测定。 ①金属>液体>气体;液态金属>一般液体;纯金属>合金 纯液体>溶液;金属>建筑材料>绝缘材料; ②随温度的上升,液体的下降,但水、甘油例外; 随温度的上升,气体的上升; ③固体的随温度呈线性关系, ,a为温度系数 1/℃。对多数金属a是负值,而对非金属为正值。 ④只有压强很高或很低时,才考虑压强的影响。 ⑤气体的导热系数比液体更小,约为液体的1/10 。 1 at 0 物质种类 金属 建筑材料 液体 绝热材料 气体 W/(m·℃) 20~400 0.2~2.0 0.1~0.7 0.02~0.2 0.01~0.6 GLL
通过单层平壁的定态热传导厚度为8,高和宽为无限的平壁,两侧表面温度保持均匀,分别是tt2,且不随时间而变化,则壁内T传热为一维定态热传导。即:g=-addxt.对定态导热,%=°,薄层内无热量累积,故而:dtdt当a= const,9=-2= const= constQdxdxdxxx即平壁内温度变化呈线性分布。8GLL
t x x δ dx t1 t2 通过单层平壁的定态热传导 A dt Q 厚度为,高和宽为无限的平壁, 两侧表面温度保持均匀,分别是t1 t2,且不随时间而变化,则壁内 传热为一维定态热传导。即: dx dt q λ 0 τ t 对定态导热, ,薄层内无热 量累积,故而: 即平壁内温度变化呈线性分布。 const dx dt const, λ const, dx dt q λ 当 GLL
热流量利用边界条件,x=x1,t=ti;x=x2,t=t2 得:△tQ=+At =t,-tz ,qS2A的取值即:Att推动力Q=sR热阻2Aa(t ) + a(t,)222+t2GLL
热流量 利用边界条件,x=x1 ,t=t1 ;x=x2 ,t=t2 得: 2 , , 1 2 1 2 t t t t A Q q 热 阻 推动力 R t A t Q 即: ) 2 ( 2 ( ) ( ) 1 2 1 2 t t t t m m λ 的 取 值 GLL