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文檔簡介

復習回顧1、傳熱的基本方式熱傳導/熱對流/熱輻射傳熱方式熱傳導熱對流熱輻射含義特點由于物質的分子、原子或電子的運動,使熱量從物體內高溫處向低溫處的傳遞過程。不依靠宏觀混合運動;在氣體、液體、固體中都能發生;流體各部分間發生相對位移而引起的熱傳遞,有強制對流和自然對流。僅發生在流體中;質點的相對位移;物體受熱將熱能轉變為輻射能以電磁波形式向周圍發射,當遇到另一個能吸收輻射能的物體時,輻射能部分或全部被吸收又重新變為熱能。物體受熱而發出輻射能的過程稱為熱輻射熱輻射不需要任何介質作媒介,可在真空中傳播。2、工業上常用的換熱方式4、間壁式傳熱主要以熱對流和熱傳導相結合的方式進行。5、熱輻射能在真空中進行。間壁式換熱/直接混合換熱/蓄熱式換熱對對任務2、熱傳導技術案例1:假設硫化罐的平壁厚度為b=0.5m,一側為t1=300℃,另一側溫度為t2=30℃,已知平壁的平均熱導率為0.9W/(m℃),試求:1、通過平壁的熱通量,W/m2?2、平壁內距高溫側300mm處的溫度?3、200℃的等溫面距離內壁高溫面多遠?一、傅里葉定律傅里葉(1768—1830)生于法國歐塞爾,是裁縫的兒子,自幼因家口眾多,境況不佳,9歲父母雙亡,淪為孤兒,被當地教堂收養。上式稱為Fourier定律,描述了導熱基本規律,奠定了導熱的理論基礎。tQ?t/?xΔxt+Δt溫度梯度:兩等溫面的溫度差Δt與其間的垂直距離Δx之比在Δx趨于零時的極限。溫度梯度是向量,方向垂直于等溫面,正方面是溫度增加的方向,與導熱方向剛好相反。等溫面5q:單位面積的傳熱速率,J/(s,m2),W/m2。Q:單位時間內通過傳熱面的熱量,J/s,W。傳熱速率熱通量S:垂直于導熱方向的截面積,m2導熱面積熱導率:導熱系數(熱導率),W/mK,是物質的一種物理性質,反映物質導熱能力的大小。6熱導率②是物質的固有性質,是分子微觀運動的宏觀表現。①的物理意義:在單位溫度梯度(1K/m),單位時間(1s)通過單位導熱面積(1m2)的導熱面所傳導的熱量(J)。

③與物質的種類、熱力學狀態(T、P)有關。金屬固體

>非金屬固體

>液體

>氣體

氣體熱導率最小,有利于保溫、絕熱。2、平壁的穩定熱傳導(1)單層平壁穩定熱傳導一高度和寬度均很大的平壁,厚度為b

,兩側表面溫度保持均勻恒定,分別為t1及t2,且t1>t2,若t1、t2不隨時間而變,壁內的傳熱屬于沿厚度x方向的一維定態熱傳導過程。此時傅立葉定律可寫成txxdxt1t2bQ積分上式一維穩態平板內導熱傳熱速率(單位時間通過面積A上的傳熱量)為:b↑或A↓或λ↓,R↑。導熱熱阻單位導熱熱阻案例練習一塊厚度b=50mm的平板,兩側表面分別維持在試求下列條件下的熱通量。材料為銅,λ1=375W/(m℃);材料為鋼,λ2=36.4W/(m℃);材料為鉻磚,λ3=2.32W/(m℃);材料為硅藻土磚,λ4=0.242W/(m℃)。鉻磚:

硅藻土磚:討論:由計算可見,由于銅與硅藻土磚導熱系數的巨大差別,導致在相同的條件下通過銅板的導熱量比通過硅藻土磚的導熱量大三個數量級。因而,銅是熱的良導體,而硅藻土磚則起到一定的隔熱作用。銅:鋼:解:根據一維穩態導熱公式有:任務2、熱傳導技術案例1:假設硫化罐的平壁厚度為b=0.5m,一側為t1=300℃,另一側溫度為t2=30℃,已知平壁的平均熱導率為0.9W/(m℃),試求:1、通過平壁的熱通量,W/m2?2、平壁內距高溫側300mm處的溫度?3、20

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