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传热学部分Heat Transfer 第七章 稳态导热 Heat Conduction 分析导热问题的根本任务 工程上遇到的导热问题（包括其它传热问题） 不外乎以下两大类： 求出某一时刻物体中某一位置的温度 求出通过物体的传热量的大小 本章的灵魂 傅立叶定律 一、导热的机理 2.等温面：温度场中温度相同点的集合称为等温面 3.温度梯度（Temperature gradient） 4.热流量与热流密度 四、导热系数（ Thermal conductivity ） 因 第二节 一维稳态导热 第二层 第三层 且稳态导热时, 上三式相加 第二节 一维稳态导热 可以看出： 过程的总推动力为各层推动力之和 总阻力为各层热阻之和（热阻串连） t4 t2 热路图 t1 t3 推广到n层壁 各层交界面上的温度求取： 第二节 一维稳态导热 t4 t2 t1 t3 推广到n层壁 多层壁面的稳态导热 各分层温度降与该层的热阻呈正比。 第二节 一维稳态导热 由过程分析还可得到： 锅炉给水不处理为什么会爆管？？ 第二节 一维稳态导热 例题1：用平底锅烧开水，与水相接触的锅底温度为111℃，热流密度为42400W/m2。使用一段时间后，锅底结了一层平均厚度为3mm的水垢。假设此时与水相接触的水垢表面温度及热流密度分别等于原来的值，试计算水后与金属锅底接触面的温度。水垢的导热系数取为1W/(mK)。 第二节 一维稳态导热 例题2：有一锅炉炉墙由三层组成，内层是厚δ1=230mm的耐火砖，导热系数λ1=1.10W/(mK)；外层是δ3=240mm的红砖层，导热系数λ3=0.58W/(mK)；两层中间填以δ2=50mm的水泥珍珠岩制品保温层，导热系数λ2=0.072W/(mK)。已知炉墙内、外两表面温度tw1=500℃、tw2=50℃，试求通过炉墙的导热热流密度及红砖层的最高温度。 第二节 一维稳态导热 例题3：有一厚度为20mm的平面墙，导热系数为1.3 W/(mK)。为使每平方米墙的热损失不超过1500W，在外表面上覆盖了一层导热系数为0.12 W/(mK)的保温材料，已知复合壁面两侧的温度分别为750℃和55℃，试确定此保温层的厚度。 第二节 一维稳态导热 二、通过圆筒壁的导热 工程上中常见的为 圆筒壁(圆管)的导热，如 各种热力管道 以圆管为传热面的换热设备 其特点是 温度随半径变化 传热面积也随半径变化 各传热面积上流过的热流量密度也随半径变化 1、通过单层圆筒壁的导热 前提条件： 圆筒内、外半径分别为r1和r2，长度为L 内外壁温度均匀，tw1tw2 圆筒很长，沿轴向散失热量可以忽略，温度仅沿半径方向变化，为一维稳态导热 圆筒壁材质均匀，导热系数为常数  第二节 一维稳态导热 考察厚度为dr的薄层 （1）由傅立叶定律得： 第二节 一维稳态导热 （2）分离变量，积分求热流密度 第二节 一维稳态导热 （2）分离变量，积分求热流密度 单位长度圆筒壁的热流量： R、Rl 分别为热阻和单位管长热阻 第二节 一维稳态导热 r越大，q越小，dt/dr越小； r越小，q越大，dt/dr越大 （3）圆筒壁的温度分布为: 圆筒壁内的温度分布是一条对数曲线 也可以从傅立叶定律看出： 温度外高内低时 由不同材料构成的多层圆筒壁 带有保温层的热力管道 嵌套的金属管道和结垢 积灰的输送管道等 由不同材料制作的圆筒同心紧密结合而构成多层圆筒壁 ，如果管子的壁厚远小于管子的长度，且管壁内外边界条件均匀一致，那么在管子的径向方向构成一维稳态导热问题。 第二节 一维稳态导热 2、通过多层圆筒壁的导热 单位管长 第二节 一维稳态导热 第二节 一维稳态导热 例题4：外径为100mm的蒸汽管道，覆盖导热系数为0.033W/(mK)的超细玻璃棉毡保温，已知蒸汽管道外壁温度为400℃，希望保温层外表面温度不超过50℃，且每米长管道上散热量小于163W，试确定保温层所需厚度。 * * 传递热量多少 物体导热能力大小 温度变化情况 主要内容 导热的基本概念和定律 一维稳态导热 第一节 导热的基本概念和定律 气体：气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果 第一节 导热的基本概念和定律 非导电固体：晶格结构的振动 导电固体：自由电子运动 液体：很复杂 多数人认为类似于液体的晶格振动 1.温度场：（Temperature field） 物质系统内各个点上温度的集合称为温度场，它是时间和空间坐标的函数 ，记为 t—为温度; x,y,z—为空间坐标; ?-时间坐标 二、温度场和温度梯度 第一节 导热的基本概念和定律 稳态温度场 稳态导热 （Steady-state con