1、主要內容：主要內容：熱轉移的基本規律熱轉移的基本規律質轉移的基本規律質轉移的基本規律第五講第五講 木材干燥時的傳熱、傳濕（一）木材干燥時的傳熱、傳濕（一）轉移現象轉移現象：熱流、電流、水流等，都在一個物理場中進行。單位時間內轉移的物質的量與轉移勢差成正比，與轉移的行程成反比。 一、熱轉移的基本公式一、熱轉移的基本公式1.熱轉移的三種形式：導熱、對流、輻射熱轉移的三種形式：導熱、對流、輻射2.導熱的基本定律（導熱的基本定律（傅里葉定律傅里葉定律）單位時間內在物體內部兩等溫面間流動的熱量，與垂直熱流方向的面積F和溫度差t成正比，與等溫面間的距離x成反比：xtFQ3.熱流量熱流量：單位時間內通過單位

2、面積的熱量稱為熱流量。 ：導熱系數，W/（mK） ：表示溫度差在熱流方向上長度增量趨于零時的極 限，稱為溫度梯度溫度梯度，負號表示負號表示熱流方向（從高到低） 與溫度梯度的方向（從低到高）相反。gradt4.固體與流體之間的熱交換形式：固體與流體之間的熱交換形式：導熱和對流 過程分為兩種：穩定熱交換、 不穩定熱交換gradtxtqxtxtt txv（1）穩定的熱交換穩定的熱交換：溫度場不隨時間而變化。 例如，透過干燥室殼體的散熱(單層平壁)。由固定溫度t1的干燥室介質1，通過室壁向固定溫度t2的室外空氣2傳熱。透過室壁的傳熱是一種穩定的 導熱，用傅立葉公式計算：室壁內外表面與干燥介質之間 的傳

3、熱為對流換熱，用牛頓公式 計算：)(311ttq)(242ttqt1t2b12t3t41 12 2)(11212121ttKbttqbttxtq34-p溫度場按照是否隨時間變化來分類，可分為兩類：溫度場按照是否隨時間變化來分類，可分為兩類： 穩定溫度場和非穩定溫度場。穩定溫度場和非穩定溫度場。如果溫度場中各點的溫度不隨時間變化溫度不隨時間變化，這種溫度場則稱為穩定溫度場穩定溫度場，例如當外界環境變化不大，室內供暖設備工況穩定、持續運行較長時間后，此時室內的溫度場就可以看作穩定溫度場。當溫度場內各點的溫度隨時間變化隨時間變化時，這種溫度場稱為非穩非穩定溫度場定溫度場，例如在房間空調剛開機的一段時

4、間內，房間內的溫度場就屬于非穩定溫度場。在穩定溫度場中的導熱稱為穩定導熱，反之，非穩定溫度場中的導熱稱為不穩定導熱。,zyxft zyxft, 在穩定溫度場中，若溫度僅在空間一個坐標方向上發生變化，則稱為一維一維穩定溫度場，即 t=f(x) 在穩定溫度場中，若溫度僅在空間兩個坐標方向上發生變化，則稱為二維二維穩定溫度場，即 t=f(x,y) 一維穩態溫度場是最簡單的溫度分布，是工程技術中應用較多的情況。在我們的學習過程中，也主要以一維穩定溫度場作為研究對象。在溫度場中，把同一時刻溫度相等的各點連接起來所構成的面，稱為等溫面等溫面，它可能是平面，也可能是曲面。等溫面與任一平面的交線稱為等溫線等溫

5、線。等溫面和等溫線的性質如下：（1）因空間中任何一點不可能同時具有兩個不同的溫度值，所以任意兩個等溫線或等溫面永不相交。（2）等溫線或等溫面可以在物體內部是完全封閉的曲線或曲面，也可終止于物體的邊緣，但不可以在物體內部中斷。（3）等溫線或等溫面上溫度差為零，沒有熱量的傳遞。熱量的傳遞是沿著最短的途徑進行，即沿著等溫面或等溫線的法線方向進行。多層平壁：由好幾層不同材料疊在一起的復合壁。33221141ttqxt21341tt 1t2t4t3t各層之間接觸分界面的未知溫度各層之間接觸分界面的未知溫度：1112qtt3342223qtqtt對于多層壁的每一層，溫度分布仍按直線規律；但整個多層壁來說，

6、由于各層的導熱系數不同，是一條折線。v（2）不穩定的熱交換不穩定的熱交換：溫度場隨時間而變化。 例如，木材在氣體或液體介質中的加熱（或冷卻）就是在對流換熱邊界條件下的不穩定導熱現象。 木材加熱過程中，木材內任意一點的溫度變化是用傅立葉偏微分方程來確定：)(222222ztytxtatca tgradtqkzjyixkztjytixtnntgradtnntq2拉普拉斯算子，拉普拉斯算子，對各坐標求二階偏導對各坐標求二階偏導kzjyix哈密頓算子，哈密頓算子，對各坐標求對各坐標求一階偏導一階偏導ttc)(二、質轉移的基本公式二、質轉移的基本公式 1.擴散擴散(diffusion)：在兩種或兩種以上

7、的成分所組成的氣體或相融的液體內，由于分子運動引起的成分的連續移動，稱為擴散。o 擴散是質轉移方式之一。o 干燥時，水分在木材中的擴散包括： 水蒸氣穿過細胞腔中空氣的擴散；吸著水在細胞壁中的擴散。 2. 擴散流量公式（擴散流量公式（斐克定律斐克定律）： 式中 i 擴散的流量； D 擴散系數，m2/h或cm2/s，與物質的物理性質、溫度及壓力有關 ； 濃度梯度濃度梯度，負號說明擴散方向與濃度（密度）梯度方向相反。xCDixC 3.等溫水分轉移的基本規律等溫水分轉移的基本規律 下面以熱轉移規律為基礎，推導水分轉移公式。 熱流量公式可表示為： 我們類似地給出濕轉移流量的公式： 式中a為導水系數 c為比濕 0為絕干密度 為濕勢， 為濕勢梯度。 比濕：當物體進行濕交換時，單位質量的吸濕體當濕勢變化1時物體吸濕或解吸的水分量（濕量）。xtacxtqxcai0 x 類似比熱， 比熱的表達式為： 根據比濕的定義，可以寫出表達式： 式中，W水/W干就是木材的絕對含水率， 上式可寫成： 等溫水分轉移的公式等溫水分轉移的公式也可寫成： 等溫水分移動根據物體的含水率場是否隨時間而變化又分為等溫水分移動根據物體的含水率場是否隨時間而變化又分為 穩定濕交換和不穩定濕交換。穩定濕交換和不穩定濕交換。 v 不等溫水分轉移的公式不等溫水分轉移的公式可寫成： 干水WWctmQcMcxMai0)(xMxtac