熱傳導機理氣體溫度不同的相鄰分子相互碰撞造成熱量傳.pptVIP

熱傳導機理 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，由相鄰分子振動導致熱傳遞。 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（導熱） 在溫度差的驅動下，通過分子相互碰撞、分子振動、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：,t / ,6,4,3,2,1,7,8,l / m,i時間,導 熱 過 程 示 意 圖,（2）描述溫度場特性的幾個參數(shù) 等溫面 具有相同溫度的點組成的面 特點：等溫面上各點溫度相等， 等溫面不會相交。 溫度梯度 沿等溫面法線方向的溫度變化率。,方向：沿溫度增高方向為正，且與等溫面垂直。,（3）熱流量 單位時間內所傳導的熱量， w。,（4）傅立葉定律,：熱導率，w/（mK），w/（m ）； A：傳熱面積，m2，垂直于熱流方向的面積； 負號：與 方向相反(熱流量從高溫向低溫)。,熱流密度：,表明：,4.2.2 熱導率,說明： 物性參數(shù)，標志物質導熱性能； 影響因素：=f(材料，結構，溫度，濕度，壓強)； 來源：實驗方法測定 ，工業(yè)上常見物質的熱導率可 從有關手冊中查得。,定義式:,幾種氣體的熱導率：,幾種液體的熱導率：,物質熱導率的大致范圍 物質種類 熱導率 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,不同物質隨溫度變化的一般規(guī)律,固體：,4.2.3 平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導 (1) 單層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導 條件：平壁、一維穩(wěn)態(tài)導熱(x 方向)； 內容：熱流量計算、溫度分布 。 對平壁做熱量衡算：,對穩(wěn)態(tài)傳熱：, 熱導率為常數(shù),熱流量：,平壁內的溫度分布：,即：沿壁厚方向，溫度分布為一直線。 熱導率和溫度有關 方法1：,平壁內的溫度分布：,方法2：把 m，按為常數(shù)處理，,即：=f(t)時，沿壁厚方向，溫度分布為非線性。,對溫度分布的影響,(2) 多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導 條件：多層平壁一維穩(wěn)態(tài)導熱(x方向)。 則：,4.2.4 長圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導,L/d 10，可按一維導熱處理。 與平壁穩(wěn)態(tài)熱傳導相比， 相同點：一維穩(wěn)態(tài)導熱，=常數(shù),不同點： 熱流方向（徑向）； 傳熱面積沿徑向不同,(1) 計算熱流量 單層圓筒壁 沿徑向取一小薄層，由傅立葉定律：, 多層圓筒壁,多層圓筒壁的導熱,(2) 圓筒壁內溫度分布 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,與圓筒壁一維穩(wěn)態(tài)導熱類似， 利用傅立葉定律推