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1、第十二講主要內(nèi)容第四章 傳熱重點難點4-2 熱傳導(dǎo) 2、圓筒壁導(dǎo)熱熱阻的概念三、圓筒壁的熱傳導(dǎo)4-3 對流傳熱概述一、對流傳熱分析二、對流傳熱速率微分方程與對流傳熱系數(shù)三、熱邊界層2、圓筒壁的熱傳導(dǎo)3、對流傳熱機理4、對流傳熱速率微分方程與對流傳熱系數(shù)3、對流傳熱熱阻4、對流傳熱系數(shù)的理解二、平壁的熱傳導(dǎo)1、平壁的熱傳導(dǎo)1、導(dǎo)熱熱阻的概念4-2 熱傳導(dǎo)溫度對的影響取1,2的平均值,即注意:a的取值4-2 熱傳導(dǎo)一、基本概念和傅立葉定律2、傅立葉定律問題:1、傅立葉定律的物理意義是什么?2、傅立葉定律中的負(fù)號表示什么意思?3、的單位及其物理意義是什么?4、的影響因素有哪些?4-2 熱傳導(dǎo)二、平壁
2、的熱傳導(dǎo)1、單層平壁的熱傳導(dǎo)假設(shè):穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 Q=常數(shù)平壁面積與厚度相比為無窮大平壁內(nèi)的溫度僅沿垂直于壁面的x方向變化4-2 熱傳導(dǎo)二、平壁的熱傳導(dǎo)單層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)公式推導(dǎo):=常數(shù)導(dǎo)(傳)熱熱阻:/W導(dǎo)(傳)熱熱阻:(m2.)/W4-2 熱傳導(dǎo)二、平壁的熱傳導(dǎo)2、多層平壁的熱傳導(dǎo)4-2 熱傳導(dǎo)二、平壁的熱傳導(dǎo) 2、多層平壁的熱傳導(dǎo)注意:接觸熱阻的存在!問:1、如果不等于常數(shù)時,又該如何推導(dǎo)平壁的導(dǎo)熱公式?2、接觸熱阻使導(dǎo)熱速率增大還是減?。?-2 熱傳導(dǎo)三、圓筒壁的熱傳導(dǎo)1、單層圓筒壁的導(dǎo)熱特點:代入傅里葉定律得: 4-2 熱傳導(dǎo)三、圓筒壁的熱傳導(dǎo)圓筒壁的熱阻表達(dá)式為: 分離變量積分得: 1
3、、單層圓筒壁的導(dǎo)熱公式推導(dǎo)4-2 熱傳導(dǎo)三、圓筒壁的熱傳導(dǎo)圓筒壁上的污垢熱阻表示 手冊中可查到的圓筒壁上的污垢熱阻數(shù)據(jù),內(nèi)壁為Rsi ,外壁為Rso ,單位均為(m2./W),即相當(dāng)于R所以圓筒外壁上的污垢熱阻為: 內(nèi)壁上的污垢熱阻為: 4-2 熱傳導(dǎo)三、圓筒壁的熱傳導(dǎo)2、多層圓壁的導(dǎo)熱三層圓壁的導(dǎo)熱總熱阻R:4-2 熱傳導(dǎo)三、圓筒壁的熱傳導(dǎo)三層圓壁的導(dǎo)熱總推動力t為:所以三層圓壁的導(dǎo)熱速率公式為:n層圓筒壁的導(dǎo)熱速率公式為:4-2 熱傳導(dǎo)問:1、平壁導(dǎo)熱與圓筒壁導(dǎo)熱比較:導(dǎo)熱面積S,導(dǎo)熱通量有何區(qū)別?圓筒壁導(dǎo)熱中每米管長上的熱損失是否相等?2、圓筒壁導(dǎo)熱熱阻如何表示?3、圓筒壁上的污垢熱阻如
4、何表示?4、如何確定平壁與圓筒壁中的溫度分布表達(dá)式,即平壁中溫度與x、圓筒壁中溫度與半徑的關(guān)系?5、如何確定保溫層間的溫度?試推導(dǎo)沿球壁的導(dǎo)熱公式?1、在沿球壁的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中,沿半徑增大的方向,傳熱速率Q、熱通量如何變化?為什么?(增大、減少、不變)傳熱速率Q不變、熱通量減少。2、在一維定態(tài)傳熱過程中,二層熱阻分別為R1和R2,推動力為t1和t2,若R12,b1=b2,則應(yīng)該將導(dǎo)熱系數(shù)為 的材料包于內(nèi)層,更有利于保溫。4-3 對流傳熱概述對流傳熱分類:無相變對流傳熱(1)強制對流傳熱(2)自然對流傳熱有相變對流傳熱(1)蒸汽冷凝(2)液體沸騰4-3 對流傳熱概述一、對流傳熱分析問:對流傳
5、熱與熱對流的區(qū)別何在?1、層流內(nèi)層:導(dǎo)熱,有較大溫差2、過渡區(qū):導(dǎo)熱熱對流,有一定的溫差3、湍流主體:熱對流(導(dǎo)熱很小),基本無溫差4-3 對流傳熱概述二、對流傳熱速率微分方程與對流傳熱系數(shù)推動力:湍流主體溫度與該流體側(cè)壁面溫度的差阻力:與對流傳熱系數(shù)和傳熱面積成反比系數(shù):與對流傳熱系數(shù)和傳熱面積成正比4-3 對流傳熱概述假設(shè)熱流體走管內(nèi),冷流體走管外,則對流傳熱速率微分方程為:管內(nèi)流體對流傳熱系數(shù):w/(m2.)管外流體對流傳熱系數(shù):w/(m2.)4-3 對流傳熱概述寫成系數(shù)乘以推動力的形式牛頓冷卻定律其中:對流傳熱系數(shù)的第一種定義式4-3 對流傳熱概述由此可得:與流體的導(dǎo)熱系數(shù)、層流底層厚度有關(guān)。對流傳熱系數(shù)的第二種定義式4-3 對流傳熱概述思考:與有什么區(qū)別和聯(lián)系?從表4-5 可以發(fā)現(xiàn):同一種流體,強制對流時的大于自然對流時的,有相變時的大于無相變時的4-3 對流傳熱概述三、熱邊界層1、熱邊界層定義 緊靠板面的流體薄層,存在溫度梯度,厚度為t,界限為tw-t=0.99(tw-t)2、流動邊界層厚
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