情境五第八小组

锅炉炉墙的隔热防护

第八组组长:陈进组员：祝波辉易敏刘威

小组分工PPT讲解：祝波辉PPT制作：陈进祝波辉资料收集：易敏

PPT检查：刘威

学习概况

一、导热的基本概念、定律二、导热系数及隔热保温材料相关知识三、平壁、圆筒壁、球壁的稳态导热四、热辐射有关概念及定律五、实验：粒状材料热导率的测定

一、导热的基本概念、定律

1、导热概念：热量从物体中从温度较高部分传递到温度较低部分，或者从高温物体传递到与之接触的低温物体现象。导热的特点：1、必须有温差2、物体直接接触3、不发生宏观位移4、仅依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而产生热量传递应用：锅炉墙采用保温绝热砖汽轮机采用内外壁设计等

2、温度场温度场概念：某一时刻物体内各点温度分布称

分类:非稳态温度场和稳态温度场温度场中同一瞬间温度相同的各点连成的面或线称为等温面或等温线。温度梯度：等温面法线方向温度增量与法线距离比值的极限。温度梯度是向量，正方向由低温指向高温，与热量传递的方向相反。

3、傅里叶定律——导热基本定律

在导热现象中，导热热流密度的大小正比于该点温度梯度的绝对值，热流密度的方向与温度梯度的方向相反。Φ——热流量，Wλ——热导率，W/(M.K)A——导热面积，m^2——温度梯度，k/m—表示传热方向与温度梯度方向相反对于一维稳态导热，傅里叶定律可简化为二、导热系数及隔热保温材料相关知识1、导热系数概念：导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用k表示，单位为瓦/（米·度），w/（m·k）（W/m·K,此处的K可用℃代替）。2、导热系数的影响因素1、温度2、含湿率3、容重（单位容积内物体的重量)4、松散材料的粒度5、热流方向6、填充气体的影响7、比热容3、隔热保温材料相关知识习惯上将热导率较小的非金属固体称为保温绝热材料。工程上使用的保温绝热材料主要有四类1、硬质材料，如硅酸钙制品2、矿纤材料制品，包括（矿纤硬质材料和矿纤软质材料）3、松散材料，膨胀珍珠岩硅酸铝棉4、新开发材料，轻质铝镁辐射绝热材料和喷涂保温材料等我国国家标准规定，载体平均温度在450~600C时热导率不大于0.1w/（m.k)的材料，以及载体平均温度低于450C时热导率小于0.09w/（m.k)的材料称为绝热材料或保温材料4、导热系数的数值范围热导率表征物体导热能力的大小，其值越大，表示物体的导热能力越强影响因素：1、主要取决于物质种类、物态以及温度、湿度、密度等2、不同物质其热导率差别很大3、同一种物质，温度、湿度、密度对其影响大

热导率数值范围：气体导热率在0.006~0.6w/（m.k）

常温下空气的热导率约为0.026w/（m.k）液体导热率在0.07~0.7w/（m.k）之间水的热导率最大油较小金属热导率在36.4~45.82w/（m.k）范围内

电力行业保温材料的选择原则基本如下;1、介质温度在350~600C的设备和管道选用硅酸钙制品、硅酸铝复合保温材料2、介质温度低于350C时的设备和管道选用岩、矿棉等3、阀门、弯头等异形件选用轻质保温材料或保温涂料保温。4、外径小于38mm的管道选用普通硅酸铝纤维绳保温5、潮湿环境中的低温设备和管道选用憎水保温材料保温常用：岩棉泡沫石棉耐火材料聚氨酯泡沫三、平壁、圆筒壁、球壁的稳态导热

平壁是指长度、宽度比厚度大得多的平壁称为无限大壁。火电厂中锅炉炉墙、汽轮机汽缸壁等设备在运行时的导热都可以看做平壁的稳态导热。单层平壁热流密度：单层平壁热流量：⑴平壁导热因素：①厚度②热导力③平壁两侧温差⑵R=δ/λ为热阻在平壁导热中：热阻增大，温度变小热阻降低，温度变大多层平壁的热流密度：三层平壁的总热阻等于各层导热热阻之和，即所谓的串联热阻叠加原则

四、热辐射有关概念及定律

辐射：物体通过电磁波传递能量的方式辐射能：电磁波所载运的能量，即物体向外辐射的能量热辐射：物体由于自身温度或热运动的原因所产生的辐射作用：物体吸收辐射能后将其转化为热力学能而产生热效应热辐射波长理论上是0到无穷实际上波长大致在0.1~100um物体之间通过相互辐射和吸收进行能量交换的现象称为辐射换热能量形式的转换热能——电磁波——热能热辐射特点：1、物体固有属性只要在温度范围内任何物体只要温度T>0K就会对外热辐射。2、可在真空中传播，伴随能量形式转换3、热辐射具有能量的传递与能量形式的转换4、物体的辐射能力与T的四次方成正比热辐射的基本定律普朗克定律：玻尔兹曼定律：反映黑体辐射能力基尔霍夫定律：1、辐射力达的物体，其吸收比就越大，即善于辐射的物体必善于吸收2、因为实际物体的吸收比小于1，所以同温度下的黑体的辐射力最大3、在热平衡下，任意物体对黑体辐射的吸收比等于同温度下该物体的黑度五、实验：粒状材料热导率的测定

一、目的与要求

1.在稳定状态下，利用圆球法测定粒状材料的热导率。2.掌握实验基本原理、实验装置结构，学会使用实验仪器与设备。3.对数据进行处理和误差分析。二、实验原理实验时将粉末或散装试验材料均匀地填满在圆球导热仪的大球和小球之间。小球内芯装有电加热器，电加热器放出的热量传给小球，然后通过试验材料传向大球，再由大球传给空气。实验中可保证大