导热基本方程和导热率(导热系数)

河北化工医药职业技术学院 第三节 热传导 一、导热基本方程和导热率（导热系数） 1．导热基本方程（热传导方程式） 如图5-10所示。均匀材料构成的平壁，且 ＞ 实践证明：单位时间内物体以热传导方式传递的热量 与传热面积 成正比，与壁面两侧的温度差（ － ）成正比，而与壁面厚度δ成反比， 即 引入比例系数 ，则得 上式称为热传导方程式，或称为傅里叶定律。 把上式改写成下面的形式 = 式中： ，为导热过程的推动力。 = ，为单层平壁的导热热阻。 2．导热率（导热系数） W/（m·K）或 W/（m·℃) 导热系数的意义是：当间壁的面积为1 m2，厚度为1 m，壁面两侧的温度差为1 时，在单位时间内以热传导方式所传递的热量。 显然，导热系数 值越大，则物质的导热能力越强。 各种物质的导热系数通常用实验测定。一般来说，金属的导热系数最大，非金属固体次之，液体的较小，而气体的最小。 （1）固体的导热系数 ;（2）液体的导热系数;（3）气体的导热系数 二、通过平壁的稳定热传导 1．单层平壁的热传导（导热基本方程） 或 = 2．多层平壁的热传导 以三层壁为例，如图5-11所示 三种不同材质构成的多层平壁截面积为 ，各层的厚度为δ1，δ2和δ3，各层的导热系数为 1， 2和 3，若各层的温度差分别为 ， 和 ，则三层的总温度差 。 稳定传热，各层的传热速率相等，下式的关系成立 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 结论：多层平壁的导热的总推动力等于各层导热的推动力之和；多层平壁的导热的总热阻等于各层导热的热阻之和。 该式还可变形为下式 ， ， 结论：在多层平壁导热中，推动力大的壁面其热阻也大。 壁面温度的计算： 由 得 同理： 【例题5-5】 三、通过圆筒壁的稳定热传导 1．单层圆筒壁的热传导 圆筒壁导热与平壁导热区别： 平壁导热面积为定值；圆筒壁导热面积随半径发生变化。 假设：圆筒壁传热面积采用导热面积的平均值 ，则圆筒壁的热传导可仿照平壁的热传导来处理，即： 式中 ，带入上式得： ——圆筒内壁半径，m； ——圆筒外壁半径，m； ——圆筒壁的平均半径，m； ——圆筒长度，m。 在计算中，采用对数平均值 当 时， 单层圆筒壁的导热热阻为： 2．多层圆筒壁的热传导 三层圆筒壁，其公式为： 【例题5-6】 小结：平壁及圆筒壁的热传导 作业：习题5-9、习题5-11 第 页 _1225177611.unknown _1225178334.unknown _1225178573.unknown _1225179545.unknown _1225181226.unknown _1225178405.unknown _1225177668.unknown _1157194685.unknown _1168688467.unknown _1225177557.unknown _1157561467.unknown _1157194337.unknown