《傳熱與換熱器》課件-任務(wù)2-2：平壁、圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析與計(jì)算

傳熱與換熱器3.內(nèi)容與安排認(rèn)識(shí)傳熱導(dǎo)熱輻射換熱對(duì)流換熱換熱設(shè)備的傳熱計(jì)算與強(qiáng)化相關(guān)知識(shí)傅里葉定律1822年提出的傅里葉定律，即導(dǎo)熱基本定律傅里葉定律表明，導(dǎo)熱熱流密度的大小與溫度梯度的絕對(duì)值成正比，其方向與溫度梯度的方向相反。是該處的熱流密度矢量是通過(guò)該點(diǎn)等溫線上的法向單位矢量，指向溫度升高的方向熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）[W/(m·K)]空間某點(diǎn)的溫度梯度相關(guān)知識(shí)導(dǎo)熱系數(shù)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)在數(shù)值上具有下述特點(diǎn)（P15）:(1)對(duì)于同一種物質(zhì),固態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)值最大,氣態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)值最??；(2)一般金屬的導(dǎo)熱系數(shù)大于非金屬的熱導(dǎo)率；(3)導(dǎo)電性能好的金屬,其導(dǎo)熱性能也好；(4)純金屬的導(dǎo)熱系數(shù)大于它的合金；(6)對(duì)于同一種物質(zhì),晶體的導(dǎo)熱系數(shù)要大于非定形態(tài)物體（非晶體）的熱導(dǎo)率。(5)對(duì)于各向異性物體,導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值與方向有關(guān)；任務(wù)2-2：平壁、圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析與計(jì)算知識(shí)目標(biāo)：掌握第一類邊界條件下的單層、多層平壁導(dǎo)熱分析方法；掌握第一類邊界條件下下的單層、多層圓筒壁導(dǎo)熱；掌握臨界絕緣直徑的分析與計(jì)算方法。能力目標(biāo)：能夠?qū)ιa(chǎn)中的穩(wěn)態(tài)單層和多層平壁導(dǎo)熱進(jìn)行分析和計(jì)算；能夠?qū)ιa(chǎn)中的穩(wěn)態(tài)單層、多層圓筒壁導(dǎo)熱進(jìn)行分析和計(jì)算。任務(wù)-節(jié)能分析金屬板上放置一個(gè)小型加熱爐，為了減少爐底對(duì)板面的熱損失，其間放置一塊導(dǎo)熱系數(shù)為0.058W/（m·K）的絕熱平板，絕熱平板兩表面溫度分別保持90℃和25℃。為了使每平方絕熱板的熱損失小于200W/m2，請(qǐng)問(wèn)絕熱板所需的厚度是多少？金屬板絕熱板加熱爐相關(guān)知識(shí)單層大平壁導(dǎo)熱長(zhǎng)度和寬度比厚度大得多的平面，稱為無(wú)限大平壁。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)平壁的長(zhǎng)度和寬度為厚度的8~10倍以上時(shí)，即可當(dāng)無(wú)限大平壁處理。

對(duì)于無(wú)限大平壁導(dǎo)熱，平壁四周邊緣的散熱量與沿厚度方向的導(dǎo)熱量相比可忽略，簡(jiǎn)化為僅沿厚度方向進(jìn)行的一維導(dǎo)熱。什么是單層大平壁？tw1tw2傅里葉定律在無(wú)限大平壁導(dǎo)熱應(yīng)用中的公式：遇到大平壁導(dǎo)熱，記得要想起我呦！任務(wù)剖析金屬板上放置一個(gè)小型加熱爐，為了減少爐底對(duì)板面的熱損失，其間放置一塊導(dǎo)熱系數(shù)為0.058W/（m·K）的絕熱平板，絕熱平板兩表面溫度分別保持90℃和25℃。為了使每平方絕熱板的熱損失小于200W/m2，請(qǐng)問(wèn)絕熱板所需的厚度是多少？絕熱板所需的厚度是至少為18.85mm應(yīng)用練習(xí)小李家的窗玻璃厚度為5mm，其內(nèi)外表面溫度分別為t1=15℃和t2=5℃。窗子的尺寸為1m×3m，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為1.4W/(m·K)，試求穿過(guò)玻璃窗的熱流損失？單位時(shí)間內(nèi)（即每秒）穿過(guò)玻璃窗的熱量為8400W任務(wù)升級(jí)小李聽(tīng)說(shuō)安裝雙層玻璃窗有節(jié)能的效果，于是安裝了由兩層厚為5mm的玻璃及其間空氣夾層所組成的玻璃窗，空氣夾層厚度為6mm。其內(nèi)外表面溫度分別為t1=15℃和t2=5℃。窗子的尺寸為1m×3m，試求穿過(guò)玻璃窗的熱流損失。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為1.4W/(m·K)，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.025W/(m·K)，不考慮空氣夾層中的自然對(duì)流。傳說(shuō)中的多層平壁導(dǎo)熱問(wèn)題任務(wù)剖析tw1tw2qtw1tw2qtw1tw2任務(wù)剖析小李聽(tīng)說(shuō)安裝雙層玻璃窗有節(jié)能的效果，于是安裝了由兩層厚為5mm的玻璃及其間空氣夾層所組成的玻璃窗，空氣夾層厚度為6mm。其內(nèi)外表面溫度分別為t1=15℃和t2=5℃。窗子的尺寸為1m×3m，試求穿過(guò)玻璃窗的熱流損失。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)