神马文学网第四章 传热（heat transfer or heat transmission）
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/27 21:20:07
第二节 热传导
一、温度场和温度梯度
1温度分布（temperature profile distribution）
t=f(x,y,z,τ) τ:时间，空间坐标
2、温度场（temperature field）某一瞬间空间中各点的温度分布。
不稳定温度场：各点温度随τ而变
稳定的温度场：各点温度不随τ而变
3、等温面
温度场中同一时刻相同温度各点组成的面
对一维温度场： t=f(x, τ)
两等温面之间的平均温差：
根据温度梯度：(temperature gradient)定义
温度梯度:
温度梯度是向量，其方向垂直于等温面，并以温度增加的方向为正。
二、傅立叶定律 (Fourier's law)
1、定义：单位时间内传导的热量与温度梯度及垂直于热流方向的截面积成正比
即：dQ=－λdA*(2t/2x)
“—”热流方向：从高温→低温
梯度方向：从低温→高温
Q：W，（J/S）
A： m2 垂直于热流方向的表面积
λ：比例系数，物质的导热系数（thermal conductivity）W/mK（或W/m℃）
4——6导热系数
λ=－dQ/dA*(2t/2x)
1、物理意义：单位 dA, 2t/2 时，λ＝dQ表示导热能力
2、影响因素：物质的组成、结构、密度、温度和压力等。
一、固体的导热系数
入金属〉入非金属
二、液体的导热系数入纯〉入溶液
三、气体的导热系数
4——7平壁的稳定热传导
一、单层平壁的稳定热传导
Q=－λA*(dt/dx)
Q=t1－t2/d/λA=Δt/R
Δt：推动力（driving force） R：热阻（thermal resistance）
二、多层平壁面的稳定热传导
假定各层材质均匀，λ１、λ２、λ３
层与层之间接触良好，A１=A２=A３
在稳定导热过程中，穿过各层的热量必相等。
4——8圆筒壁的稳定热传导
传热面A随半径 变化A=2πrL
Q=－λA*(dt/dr)= －λ2πrL (dt/dx)
Q=2πrLλ(t1－t2)/ln(r2/r1)
若用面积表示
将：(A2－A1)/ ln(A2 /A1 )=Am-------对数平均面积（logarithmic mean area）
当A2/A1(A2>A1)<2时，可用（A2＋A1）/2=Am---------算术平均面积（avithmetic mean area）
二、多层圆筒壁的稳定热传导