圓筒壁的熱傳導(dǎo)

圓筒壁的熱傳導(dǎo)授課人：XXX1、圓筒壁的熱傳導(dǎo)1、熟練掌握單層圓筒壁和多層圓筒壁的定常熱傳導(dǎo)的計(jì)算；一、培訓(xùn)目標(biāo)1、單層圓筒壁導(dǎo)熱工業(yè)生產(chǎn)中的導(dǎo)熱問(wèn)題大多是圓筒壁中的導(dǎo)熱問(wèn)題。設(shè)圓筒壁的內(nèi)、外半徑分別為r1和r2，長(zhǎng)度為l，可以看出圓筒壁的傳熱面積隨半徑而變

若圓筒壁內(nèi)、外表面溫度分別為t1和t2，且t1＞t2。若在圓筒壁半徑r處沿半徑方向取微元厚度dr的薄層圓筒，其傳熱面積可視為常量，等于2πrl二、單層圓筒壁導(dǎo)熱此式為單層圓筒壁的導(dǎo)熱速率公式圓筒壁的導(dǎo)熱熱阻R為與其他傳遞過(guò)程類(lèi)似，傳熱速率可表示為傳熱推動(dòng)力與傳熱阻力之比，即二、單層圓筒壁導(dǎo)熱令圓筒壁平均面積Am為

整理可得：當(dāng)r2/r1≤2時(shí)，上式中的對(duì)數(shù)平均值可用算術(shù)平均值代替式中Am——圓筒壁的對(duì)數(shù)平均面積，m2；

rm——圓筒壁的對(duì)數(shù)平均半徑，m；二、單層圓筒壁導(dǎo)熱r1r2r3r4t1t2t3t4對(duì)穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)多層壁的熱量=各單層壁所傳導(dǎo)的熱量。以三層圓筒壁為例：假定各層壁厚分別為b1=r2-r1，b2=r3-r2，b3=r4-r3；各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ1，λ2，λ3皆視為常數(shù)；層與層之間接觸良好，相互接觸的表面溫度相等，各等溫面皆為同心圓柱面。1、多層圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)三、多層圓筒壁導(dǎo)熱多層圓筒壁導(dǎo)熱以三層圓筒壁為例：假設(shè)各層間接觸良好，各層的導(dǎo)熱系數(shù)分別為λ1

、λ2

和λ3

。根據(jù)串聯(lián)過(guò)程的規(guī)律，可寫(xiě)出三層圓筒壁的熱傳導(dǎo)速率方程式為：三、多層圓筒壁導(dǎo)熱對(duì)n層圓筒壁：注意：圓筒壁的熱傳導(dǎo)速率：Q1=Q2=Q3=……=Qn圓筒壁的熱通量：q1≠q2≠q3≠……≠qn(各層A不同)三、多層圓筒壁導(dǎo)熱例

在一60×3.5mm的鋼管外層包有兩層絕熱材料，里層為40mm的氧化鎂粉，平均導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.07W/m·℃，外層為20mm的石棉層，其平均導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.15W/m·℃?，F(xiàn)用熱電偶測(cè)得管內(nèi)壁溫度為500℃，最外層表面溫度為80℃，管壁的導(dǎo)熱系數(shù)λ=45W/m·℃。試求每米管長(zhǎng)的熱損失及兩層保溫層界面的溫度。解：每米管長(zhǎng)的熱損失此處，r1=0.053/2=0.0265mr2=0.0265+0.0035=0.03mr3=0.03+0.04=0.07mr4=0.07+0.02=0