熱傳導(dǎo)機(jī)理氣體溫度不同的相鄰分子相互碰撞造成熱量傳

1、熱傳導(dǎo)機(jī)理 氣體：溫度不同的相鄰分子相互碰撞，造成熱量傳遞。 液體：分子間作用力較強(qiáng)，由相鄰分子振動(dòng)導(dǎo)致熱傳遞。 固體：相鄰分子的碰撞或電子的遷移。 4.2.1 基本概念和傅立葉定律 （1）溫度場 所研究的具有一定溫度分布的空間范圍。4.2 熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱） 在溫度差的驅(qū)動(dòng)下，通過分子相互碰撞、分子振動(dòng)、電子的遷移傳遞熱量的過程。 穩(wěn)態(tài)溫度場： 非穩(wěn)態(tài)溫度場：1t / 64321780l / m加熱爐i時(shí)間導(dǎo) 熱 過 程 示 意 圖2法向等溫面等溫面、溫度梯度與熱流方向 （2）描述溫度場特性的幾個(gè)參數(shù) 等溫面 具有相同溫度的點(diǎn)組成的面 特點(diǎn)：等溫面上各點(diǎn)溫度相等， 等溫面不會(huì)相交。 溫度梯度 沿

2、等溫面法線方向的溫度變化率。方向：沿溫度增高方向?yàn)檎遗c等溫面垂直。3（3）熱流量 單位時(shí)間內(nèi)所傳導(dǎo)的熱量， w。（4）傅立葉定律：熱導(dǎo)率，w/（mK），w/（m ）；A：傳熱面積，m2，垂直于熱流方向的面積；負(fù)號(hào)：與 方向相反(熱流量從高溫向低溫)。熱流密度：表明： 44.2.2 熱導(dǎo)率說明： 物性參數(shù)，標(biāo)志物質(zhì)導(dǎo)熱性能； 影響因素：=f(材料，結(jié)構(gòu)，溫度，濕度，壓強(qiáng))； 來源：實(shí)驗(yàn)方法測定 ，工業(yè)上常見物質(zhì)的熱導(dǎo)率可 從有關(guān)手冊(cè)中查得。定義式: 58幾種氣體的導(dǎo)熱率412653t / 072004006001000800165432102/(Wm-11）1水蒸氣2氧氣3二氧化碳4空氣5氮

3、氣6氬氣幾種氣體的熱導(dǎo)率：60161026242012各種液體的導(dǎo)熱率水11514131211109876543285.98/(Wm-11）t /H2O85.98/(Wm-11）475153555759491無水甘油2蟻酸3甲醇4乙醇5蓖麻油6苯胺7醋酸8丙酮9丁醇10硝基苯11異丙苯12苯13甲苯14二甲苯15凡士林油2060100140幾種液體的熱導(dǎo)率：7 物質(zhì)熱導(dǎo)率的大致范圍 物質(zhì)種類 熱導(dǎo)率 純金屬 1001400金屬合金 50500液態(tài)金屬 30300非金屬固體 0.05 50 非金屬液體 0.55絕熱材料 0.051 氣體 0.0050.5 0.010.020.040.060.10

4、.20.40.6124610204060100200400600200600100014001800空氣甲烷二氧化碳苯（氣態(tài)）硅藻土冰水硅磚粘土耐火磚鎂磚鋁（液體）高合金鋼合金鋼低碳鋼鉀（液體）鋅（液體）鋼（液體）鋅（固體）銅鋁溫度 K不同物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化的比較導(dǎo)熱系數(shù)w/mK8不同物質(zhì)隨溫度變化的一般規(guī)律固體：94.2.3 平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)(1) 單層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) 條件：平壁、一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(x 方向)；內(nèi)容：熱流量計(jì)算、溫度分布 。 對(duì)平壁做熱量衡算：對(duì)穩(wěn)態(tài)傳熱：bx1x2txt1t2 單層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)10熱導(dǎo)率為常數(shù)熱流量：11t2t1x/mt/ 單層平壁導(dǎo)熱溫度分布平壁內(nèi)的

5、溫度分布：即：沿壁厚方向，溫度分布為一直線。 熱導(dǎo)率和溫度有關(guān)方法1：12平壁內(nèi)的溫度分布：方法2：把 m，按為常數(shù)處理，即：=f(t)時(shí)，沿壁厚方向，溫度分布為非線性。13t/ x/m單層平壁導(dǎo)熱的熱流量與壁內(nèi)的溫度分布14對(duì)溫度分布的影響15x/mt2t1t/t2t3t4多層平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱溫度分布(2) 多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) 條件：多層平壁一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(x方向)。 則：164.2.4 長圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo) L/d 10，可按一維導(dǎo)熱處理。與平壁穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)相比，相同點(diǎn)：一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，=常數(shù)r1r2t1t2 單層圓筒壁的導(dǎo)熱17不同點(diǎn)：熱流方向（徑向）；傳熱面積沿徑向不同(1) 計(jì)算熱流量 單層圓筒壁 沿徑向取一小薄層，由傅立葉定律：r1r2t1t2單層圓筒壁的導(dǎo)熱18 多層圓筒壁19r1r2r3r4t1t2t3t4123多層圓筒壁的導(dǎo)熱(2) 圓筒壁內(nèi)溫度分布 可由傅立葉定律得出： 即：沿半徑方向，溫度分布為非線性。 4.2.5 圓球壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)與圓筒壁一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱類似，利用傅立葉定律推