建筑热工学---平壁传热.ppt

建 筑 热 工 学 平壁传热 第1.2章 传热基本知识 1.2.1 传热的基本方式 传热的特点：传热发生在有温度差的地方，并且总是自发地由高温处向低温处传递。 （1）导热的机理（传热） 定义：指温度不同的物体直接接触时，靠物质微观粒子（分子、原子、自由电子等）的热运动引起的热能转移现象。 不同状态的物质导热系数大小有何规律？ 1.2.1.2对流换热 层流边界层：由于摩擦力作用，在紧贴固体壁面处有一平行于固体壁面流动的流体薄层，叫“层流边界层”。 确定对流换热系数 ： 对流换热系数包含了影响对流换热强度的一切因素。据具体情况选用表7-1公式： 1.2.1.3辐射换热： 本质：物体表面向外辐射出的电磁波在空间传播；电磁波的波长可从 到数公里；不同波长的电磁波落到物体上可产生各种不同的效应（如图7-5）；红外线：波长范围 ； 热射线：波长范围 ； 热辐射：热射线的传播过程。 特点： （1）辐射换热中伴随有能量形式的转化： 一物体内能?电磁波?另一物体内能； （2）电磁波可在真空中传播，故辐射换热不需有任何中间介质，也不需冷热物体直接接触； （3）一切物体，不论温度高低都在不停地对外辐射电磁波，辐射换热是两物体互相辐射的结果。 物体对外来射线的反应遵循与可见光相同的规律。 设有能量为I0 的热射线投射到物体表面，则其中 Ir 被反射，Ia 被吸收，It 可能透过物体 在建筑工程中，绝大多数材料都是非透明体，即 ?h =0 ，因此 ?h + ?h = 1 所以， 凡是善于反射的物体一定不善于吸收（磨光的铝、镍鉻板、研磨的黄铜 ?h ＝0.02～0.04〕 ，反之亦然。 同一物体的辐射本领随着温度的升高而急剧增加，反之，若要减少辐射本领，设法降低其温度是最为有效的措施。 物体的辐射本领与其辐射系数成正比，物体的辐射系数表征物体向外发射辐射能的能力 。 何为长波辐射？何为短波辐射？ 太阳辐射波长主要为0.15-4微米，其中最大辐射波长平均为0.5微米；地面和大气辐射波长主要为3-120微米，其中最大辐射波长平均为10微米。习惯上称前者为短波辐射，后者为长波辐射。 实际传热过程： 例：冬季，室内通过外墙向室外传热是包含三种基本传热方式的复杂过程。如图所示： 温度场： 1.2.2 平壁的稳定传热 1.2.2.1 平壁传热过程 1.2.2.2 封闭空气间层的传热 1.2.2.3 平壁总热阻的计算 1.2.2.4 平壁内部温度的确定 1.2.2.1平壁传热过程 室内通过围护结构向室外传热的整个过程要经过三个阶段： 说明： 平壁总传热系数 ： 物理意义： 当 时，在单位时间内通过平壁单位表面积的传热量，单位： 1.2.2.3平壁总热阻的计算 平壁总热阻： （1）内表面换热阻 内表面换热阻是内表面换热系数的倒数，两者之间只要求得一个，另一个也就可以求出了。 （2）外表面换热阻 ?? 外表面换热阻与内表面换热阻类似，为外表面换热系数的倒数。 （3）壁体传热阻 内表面换热阻和外表面换热阻 （3）壁体传热阻： 经过单层平壁导热 经过多层平壁导热 组合材料层与封闭空气间层的导热 封闭空气间层的热阻 单一材料层的热阻 单一材料层是指壁体在垂直于热流方向由一种材料作成的构造层，如砖砌体、混凝土、钢筋混凝土、加气混凝土、粉刷层、装饰层等。其热阻为：????????? R=d/λ式中 R——材料层的热阻(m2K/W)；????????? d——材料层的厚度(m)；???????? λ——材料的导热系数W/(mK)。 说明： 热阻 ：在同样温差条件下，热阻越大，通过材料层的热量越少；增加热阻的方法：加大平壁厚度或选用导热系数小的材料。 组