硅酸盐工业热工基础之--4.2(国)传导传.ppt

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1、4.2传导传热4.2.1导热的基本定律数学表达式热流的方向与温度梯度相反（w/m2）导热系数单位时间、单位面积上通过的热量与温度梯度成正比。内容14.2.2导热系数(w/m.℃）物体内温度梯度为1℃/m时，单位时间、单位面积上的传热量。4.2传导传热4.2.2.1气体导热系数大小：0.0058～0.58w/m.℃特点：(1)t↑,λ↑(2)在不太大的压力下,可以认为λ与压力无关24.2.2.2液体的导热系数λ=0.093～0.7w/m.℃特点：除水、甘油外，一般液体t↑,λ↓4.2传导传热4.2.2.3固体

2、导热系数（1）金属λ=2.3～428w/m.℃，纯银最大，纯铜次之特点：t↑,λ↓λ合金<λ纯金属（2）建筑材料λ=0.16～2.2w/m.℃3（4）绝热材料λ≦0.25w/m.℃特点:t↑,λ↑晶体（3）耐火材料λ=0.7～5.8w/m.℃特点：t↑,λ↑，镁质耐火材料例外。特点：t↑,λ↑λ与材料结构、空隙率、湿度、密度等因素有关。44.2.2.4影响λ的因素温度的影响λ与温度间呈线性关系λt=λ0+bt密度↑,λ↑密度的影响湿度的影响湿度↑，λ↑54.2.3稳定导热传热量的计算4.2.3.1单层平壁导

3、热分离变量并积分:据付立叶定律6平均温度时平壁的导热系数单层壁的导热热阻：单层壁的导热量：7导热比较电流从高电位到低电位电流产生电流的基本条件是电位差物体对电流有电阻热流量与温度差成正比与热阻成反比热流从高温到低温热流产生热流的基本条件是温度差物体对热流有热阻热流量与温度差成正比与热阻成反比导电8计算所需保温层的厚度已知q，λ，t1，t2，求s计算物质的导热系数已知q，t1，t2，δ求λ工程上的应用：计算炉墙等物体的散热损失已知λ，t1，t2，s，求q9计算炉墙等物体的内外壁温度已知q，λ，δ，t1（t2）

4、，求t2（t1）【例】假设某窑炉耐火砖壁厚0.5米，内壁面温度为1000℃，外壁面温度0℃，耐火砖导热系数为：λ=1.16（1+0.001t）w/m.℃，求通过炉壁的热流及炉壁内的温度分布？推算炉壁不同厚度处的温度分布10（2）平壁的平均导热系数：（3）平壁的热流：（w/m.℃）【解】（1）炉壁的平均温度:114.2.3.2多层平壁的导热如图:三层壁厚度分别为s1、s2、s3，平均导热系数分别为λ1、λ2、λ3，各层材料间接触良好，相接触的两表面具有相同的温度。稳定传热q=q1=q2=q3据单层平壁导热公式

5、可推得：12n层平壁的导热：多层壁的导热与串联电路类似总热阻为各层热阻之和13应用公式注意的问题（1）多层壁中，壁与壁的接触应良好，相接的两表面应具有相同的温度。避免接触热阻产生大的计算误差。（2）导热系数与温度有关，而中间层温度未知时，各层材料的λ平均值无法求得，可采用尝试误差法求解。14【例】设有一窑墙，用粘土砖和红砖砌筑，厚度均为230毫米，窑墙内表面温度1200℃，外表面温度100℃，求每平方米窑墙散热损失（λ粘土砖=0.70+0.55×10-3t，λ红砖=0.46+0.44×10-3t）。【解】假

6、设交界面温度为600℃，则：交界面温度未知热流（W/m.℃）（W/m.℃）(W/m2)15校核交界面温度：（℃）与假设相比，误差=重新假设交界面温度为830℃（W/m.℃）（W/m.℃）误差超过5%热流(W/m2)16（℃）校核交界面温度：与假设温度相比，误差＝由此可知窑墙散热损失2080w/m2。误差小于5%174.2.3.3复合平壁导热复合壁：高度和宽度方向上，由几种不同材料砌成。λ2、λ3、λ4应接近利用热阻串联和并联的方法确定总热阻ΣR184.2.3.4单层圆筒壁导热若圆筒L>>D，而温度仅沿半径发

7、生变化，属于单向稳定传热。据付立叶定律可导出公式:19:对数平均半径对数平均面积圆筒壁热阻公式另一表达式:当r2/r1<<2筒壁可看作平壁204.2.3.5多层圆筒壁传热或利用单层平壁与多层平壁的关系可得此公式21减少筒壁散热量的措施：Ari+1/ri↑,（筒壁厚度↑），Q↓Bλi↓（生产中采用保温材料），Q↓CFav↓（单位产量有效散热面积↓），Q↓22【例】蒸汽管道内径、外径各为0.16m、0.17m，外包两层绝缘材料，第一层厚度0.03m，第二层厚度0.05m，管壁及两层绝缘材料的平均导热系数各等于λ

8、1=81.5w/m.℃，λ2=0.174w/m.℃，λ3=0.093w/m.℃，管道内表面温度为t1=300℃，第二层绝缘材料外表面温度t4=50℃，试求每米长蒸汽管道的热损失和各层交界面温度t2、t3。【解】d1=0.16md2=0.17md3=0.17+0.06=0.23md4=0.23+0.1=0.33m23交界面温度：（℃）（℃）（W/m）244.2.3.6球壁传热（1）单层空心球壁单层球壁的热阻Rt几何