任务二、热传导技术

复习回顾1、传热的基本方式热传导/热对流/热辐射传热方式热传导热对流热辐射含义特点由于物质的分子、原子或电子的运动，使热量从物体内高温处向低温处的传递过程。不依靠宏观混合运动；在气体、液体、固体中都能发生；流体各部分间发生相对位移而引起的热传递，有强制对流和自然对流。仅发生在流体中；质点的相对位移；物体受热将热能转变为辐射能以电磁波形式向周围发射，当遇到另一个能吸收辐射能的物体时，辐射能部分或全部被吸收又重新变为热能。物体受热而发出辐射能的过程称为热辐射热辐射不需要任何介质作媒介，可在真空中传播。2、工业上常用的换热方式4、间壁式传热主要以热对流和热传导相结合的方式进行。5、热辐射能在真空中进行。间壁式换热/直接混合换热/蓄热式换热对对任务2、热传导技术案例1：假设硫化罐的平壁厚度为b=0.5m，一侧为t1=300℃，另一侧温度为t2=30℃，已知平壁的平均热导率为0.9W/(m℃)，试求：1、通过平壁的热通量，W/m2？2、平壁内距高温侧300mm处的温度？3、200℃的等温面距离内壁高温面多远？一、傅里叶定律傅里叶（1768—1830）生于法国欧塞尔，是裁缝的儿子，自幼因家口众多，境况不佳，9岁父母双亡，沦为孤儿，被当地教堂收养。上式称为Fourier定律，描述了导热基本规律，奠定了导热的理论基础。tQət/əxΔxt+Δt温度梯度：两等温面的温度差Δt与其间的垂直距离Δx之比在Δx趋于零时的极限。温度梯度是向量，方向垂直于等温面，正方面是温度增加的方向，与导热方向刚好相反。等温面5q：单位面积的传热速率，J/(s,m2)，W/m2。Q：单位时间内通过传热面的热量，J/s，W。传热速率热通量S：垂直于导热方向的截面积，m2导热面积热导率：导热系数（热导率），W/mK，是物质的一种物理性质，反映物质导热能力的大小。6热导率②是物质的固有性质，是分子微观运动的宏观表现。①的物理意义：在单位温度梯度（1K/m），单位时间（1s）通过单位导热面积（1m2）的导热面所传导的热量（J）。

③与物质的种类、热力学状态（T、P）有关。金属固体

>非金属固体

>液体

>气体

气体热导率最小,有利于保温、绝热。2、平壁的稳定热传导（1）单层平壁稳定热传导一高度和宽度均很大的平壁，厚度为b

，两侧表面温度保持均匀恒定，分别为t1及t2，且t1>t2，若t1、t2不随时间而变，壁内的传热属于沿厚度x方向的一维定态热传导过程。此时傅立叶定律可写成txxdxt1t2bQ积分上式一维稳态平板内导热传热速率（单位时间通过面积A上的传热量）为：b↑或A↓或λ↓，R↑。导热热阻单位导热热阻案例练习一块厚度b=50mm的平板，两侧表面分别维持在试求下列条件下的热通量。材料为铜，λ1=375W/(m℃);材料为钢，λ2=36.4W/(m℃);材料为铬砖，λ3=2.32W/(m℃)；材料为硅藻土砖，λ4=0.242W/(m℃)。铬砖：

硅藻土砖：讨论：由计算可见，由于铜与硅藻土砖导热系数的巨大差别，导致在相同的条件下通过铜板的导热量比通过硅藻土砖的导热量大三个数量级。因而，铜是热的良导体，而硅藻土砖则起到一定的隔热作用。铜：钢：解：根据一维稳态导热公式有：任务2、热传导技术案例1：假设硫化罐的平壁厚度为b=0.5m，一侧为t1=300℃，另一侧温度为t2=30℃，已知平壁的平均热导率为0.9W/(m℃)，试求：1、通过平壁的热通量，W/m2？2、平壁内距高温侧300mm处的温度？3、20